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JP2020002115A - Method for producing sulfonium salt - Google Patents

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JP2020002115A JP2018125808A JP2018125808A JP2020002115A JP 2020002115 A JP2020002115 A JP 2020002115A JP 2018125808 A JP2018125808 A JP 2018125808A JP 2018125808 A JP2018125808 A JP 2018125808A JP 2020002115 A JP2020002115 A JP 2020002115A
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Abstract

【課題】スルホニウムの構造に制限なく、特にアリールチオ基を有するトリアリールスルホニウムで、スルホン酸やカルボン酸等のアニオン残基を有する、クエンチャーとして有用なスルホニウム塩の簡便な製造方法の提供。
【解決手段】式(1)のスルホニウム塩をルイス酸と反応させた後、有機酸又は無機酸のアルカリ金属塩と反応させる式(2)のスルホニウム塩の製造方法。

Figure 2020002115

[Ar1、Ar2及びAr3は各々、置換/非置換のアリール基;Xは有機酸又は無機酸のアニオン残基]
【選択図】なしProvided is a simple method for producing a sulfonium salt useful as a quencher, particularly a triarylsulfonium having an arylthio group and having an anion residue such as a sulfonic acid or a carboxylic acid, without limitation to the structure of the sulfonium.
A method for producing a sulfonium salt of the formula (2), wherein the sulfonium salt of the formula (1) is reacted with a Lewis acid and then reacted with an alkali metal salt of an organic acid or an inorganic acid.
Figure 2020002115

[Ar1, Ar2 and Ar3 are each a substituted / unsubstituted aryl group; X is an anionic residue of an organic acid or an inorganic acid]
[Selection diagram] None

Description

本発明は、スルホニウム塩の製造方法に関する。さらに詳しくは、半導体のパターン形成に用いる化学増幅型レジスト用のクエンチャーとして好適なスルホニウム塩の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a sulfonium salt. More specifically, the present invention relates to a method for producing a sulfonium salt suitable as a quencher for a chemically amplified resist used for forming a semiconductor pattern.

従来、光あるいは電子線などの活性エネルギー線照射によって酸を発生する光カチオン重合開始剤あるいはレジスト用光酸発生剤としては、ヨードニウム、スルホニウムなどのオニウムあるいは遷移金属錯体をカチオン成分とする塩が知られている。これらの塩のカチオン成分のうち、活性エネルギー線照射による酸発生効率が高く、レジスト組成物での貯蔵安定性が良いという観点から、スルホニウム、特にアリール基を有するスルホニウムを含むものが賞用されている。   Conventionally, as a cationic photopolymerization initiator for generating an acid upon irradiation with active energy rays such as light or an electron beam or a photoacid generator for a resist, a salt having an onium such as iodonium or sulfonium or a transition metal complex as a cation component is known. Have been. Among the cation components of these salts, those containing sulfonium, particularly sulfonium having an aryl group, have been awarded from the viewpoint of high acid generation efficiency by active energy ray irradiation and good storage stability in the resist composition. I have.

一方、半導体の製造に代表される微細加工の分野におけるリソグラフィー工程に用いられるレジスト材料には、上記光酸発生剤と例えば、カルボン酸のtert−ブチルエステル基、又はフェノールのtert−ブチルカーボネート基を有する重合体のほかに、クエンチャーが含まれることがある。このクエンチャーは、露光により発生した酸をトラップし拡散を制御することで露光部と未露光部のコントラストを向上させる役割があり、塩基性の含窒素有機化合物、あるいはスルホニウム塩やヨードニウム塩のような光分解性塩基などが挙げられる。光分解性塩基はスルホン酸やカルボン酸等の弱酸アニオン残基を有するため、光や放射線の未露光部では発生した強酸と塩交換することで強酸の拡散を抑制する一方、光や放射線の露光部では該化合物は分解するため上記のクエンチャー能が低下し、感度低下を起こしにくい機能を有し、レジストパターンのラフネス等の特性向上に効果を発揮する。   On the other hand, a resist material used in a lithography process in the field of microfabrication represented by semiconductor production includes the photoacid generator and, for example, a tert-butyl ester group of carboxylic acid or a tert-butyl carbonate group of phenol. A quencher may be included in addition to the polymer having the quencher. This quencher has the role of improving the contrast between exposed and unexposed areas by trapping the acid generated by exposure and controlling diffusion, and is similar to a basic nitrogen-containing organic compound or a sulfonium salt or an iodonium salt. Photodegradable bases and the like. Since the photodegradable base has a weak acid anion residue such as sulfonic acid or carboxylic acid, the non-exposed part of light or radiation suppresses the diffusion of strong acid by salt exchange with the generated strong acid, while exposing to light or radiation. In the part, the compound is decomposed, so that the quenching ability is reduced, and the compound has a function of hardly causing a decrease in sensitivity, and exhibits an effect of improving characteristics such as roughness of a resist pattern.

これらスルホン酸やカルボン酸等の弱酸アニオン残基を有するスルホニウム塩等の合成法としては、有機金属化合物とスルホキシドをルイス酸として有機ケイ素化合物存在下で反応させた後、カルボン酸またはその塩と反応させる方法(特許文献1)、アリールハライドとスルホキシドをルイス酸存在下で反応させた後、カルボン酸またはその塩と反応させる方法(特許文献2)、カルボン酸エステル部位を有するジアリールスルフィドとヨードニウム塩とを反応させてスルホニウム塩を得た後、塩基でエステルを分解する方法(特許文献3)等がある。   As a method for synthesizing a sulfonium salt having a weak acid anion residue such as a sulfonic acid or a carboxylic acid, an organometallic compound and a sulfoxide are reacted as a Lewis acid in the presence of an organosilicon compound, and then reacted with a carboxylic acid or a salt thereof. (Patent Document 1), a method of reacting an aryl halide with a sulfoxide in the presence of a Lewis acid, followed by a reaction with a carboxylic acid or a salt thereof (Patent Document 2), a method of reacting a diaryl sulfide having a carboxylic acid ester site with an iodonium salt. To obtain a sulfonium salt, and then decompose the ester with a base (Patent Document 3).

特開2004−315430号公報JP-A-2004-315430 特開2009−84219号公報JP 2009-84219 A 特開2017−202993号公報JP 2017-202993 A

ところが、上記特許文献1、2または3で開示されている方法はすべてスルホニウム化反応を経由するため、得られるスルホニウム塩の構造が限定される。具体的には、置換基としてハロゲン原子やアルキル基等を有するトリフェニルスルホニウム、および分子内で塩を形成するスルホニウムのみである。   However, the methods disclosed in Patent Documents 1, 2 and 3 all involve a sulfonium-forming reaction, and thus the structure of the resulting sulfonium salt is limited. Specifically, there are only triphenylsulfonium having a halogen atom, an alkyl group, or the like as a substituent, and sulfonium which forms a salt in the molecule.

そこで本発明は、スルホニウムの構造に制限なく、特にアリールチオ基を有するトリアリールスルホニウムで、スルホン酸やカルボン酸等の弱酸アニオン残基を有する、クエンチャーとして有用なスルホニウム塩の簡便な製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a simple method for producing a sulfonium salt useful as a quencher, which is not limited to the structure of sulfonium, and is particularly a triarylsulfonium having an arylthio group and having a weak acid anion residue such as sulfonic acid or carboxylic acid. The purpose is to do.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表させるスルホニウム塩(A)をルイス酸(B)と反応させた後、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)と反応させることを特徴とする、下記一般式(2)で表されるスルホニウム塩(D)の製造方法である。
The present inventors have studied to achieve the above object, and as a result, have reached the present invention.
That is, the present invention is characterized in that a sulfonium salt (A) represented by the following general formula (1) is reacted with a Lewis acid (B) and then with an alkali metal salt (C) of an organic or inorganic acid. This is a method for producing a sulfonium salt (D) represented by the following general formula (2).

Figure 2020002115
Figure 2020002115

[式(1)、(2)中、Ar1、Ar2およびAr3はそれぞれに、置換基を有していてもよいアリール基を表し、Xは有機酸または無機酸のアニオン残基を表す。] [In the formulas (1) and (2), Ar1, Ar2 and Ar3 each represent an aryl group which may have a substituent, and X represents an anionic residue of an organic acid or an inorganic acid. ]

本発明によれば、スルホン酸やカルボン酸等の弱酸アニオン残基を有するスルホニウム塩を製造できる。   According to the present invention, a sulfonium salt having a weak acid anion residue such as a sulfonic acid or a carboxylic acid can be produced.

<スルホニウム塩(A)>
本発明において、スルホニウム塩(A)は上記一般式(1)で表される。
<Sulfonium salt (A)>
In the present invention, the sulfonium salt (A) is represented by the general formula (1).

式(1)中、Ar1、Ar2およびAr3はそれぞれに、置換基を有していてもよいアリール基を表す。 In the formula (1), Ar1, Ar2 and Ar3 each represent an aryl group which may have a substituent.

アリール基とは、炭素数6〜30の単環式芳香族炭化水素または縮合多環式芳香族炭化水素、および炭素数4〜30の単環式複素環化合物または縮合多環式複素環化合物の骨格をもつ基である。   An aryl group refers to a monocyclic aromatic hydrocarbon or a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms, and a monocyclic heterocyclic compound or a condensed polycyclic heterocyclic compound having 4 to 30 carbon atoms. It is a group with a skeleton.

アリール基の炭素数6〜30の単環式芳香族炭化水素または縮合多環式芳香族炭化水素としては、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ベンズアントラセン、アントラキノン、フルオレン、ナフトキノンなどが挙げられる。   Examples of the monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms or the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon of the aryl group include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, benzanthracene, anthraquinone, fluorene, Naphthoquinone and the like.

アリール基の炭素数4〜30の単環式複素環化合物または縮合多環式複素環化合物としては、例えばチオフェン、フラン、ピロール、オキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、カルバゾール、アクリジン、フェノチアジン、フェナジン、キサンテン、チアントレン、フェノキサジン、フェノキサチイン、クロマン、イソクロマン、ジベンゾチオフェン、キサントン、チオキサントン、ジベンゾフランなどが挙げられる。   Examples of the monocyclic heterocyclic compound or fused polycyclic heterocyclic compound having 4 to 30 carbon atoms of the aryl group include thiophene, furan, pyrrole, oxazole, thiazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, indole, benzofuran, benzothiophene, Examples include quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, carbazole, acridine, phenothiazine, phenazine, xanthene, thianthrene, phenoxazine, phenoxatiin, chroman, isochroman, dibenzothiophene, xanthone, thioxanthone, and dibenzofuran.

上記アリール基の置換基としては、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシロキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子が挙げられ、1種でもよいし、2種以上でもよい。   Examples of the substituent of the aryl group include an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylthiocarbonyl group, an acyloxy group, an arylthio group, an alkylthio group, and an aryl group. Group, a heterocyclic hydrocarbon group, an aryloxy group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an alkyleneoxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group and a halogen atom. Or two or more kinds.

アルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル及びn−オクタデシルなど炭素数1〜18の直鎖アルキル基、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、イソヘキシル及びイソオクタデシルなど炭素数1〜18の分岐アルキル基、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及び4−デシルシクロヘキシルなど炭素数3〜18のシクロアルキル基、またはトリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル、ノナフルオロブチルなど炭素数1〜4の直鎖または分岐のフルオロアルキル基などが挙げられる。   Examples of the alkyl group include those having 1 to 18 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl and n-octadecyl. Linear alkyl group, isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as isohexyl and isooctadecyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and A cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms such as 4-decylcyclohexyl, or a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as trifluoromethyl, pentafluoroethyl, heptafluoropropyl, and nonafluorobutyl is exemplified.

アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、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、ヘキシルオキシ、デシルオキシ、ドデシルオキシ及びオクタデシルオキシなど炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルコキシ基が挙げられる。   Examples of the alkoxy group include a linear or branched C1-C18 alkoxy group such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, hexyloxy, decyloxy, dodecyloxy and octadecyloxy. Is mentioned.

アルキルカルボニル基としては、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、2−メチルプロピオニル、ヘプタノイル、2−メチルブタノイル、3−メチルブタノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル及びオクタデカノイルなど炭素数2〜18の直鎖または分岐のアルキルカルボニル基が挙げられる。   Examples of the alkylcarbonyl group include acetyl, propionyl, butanoyl, 2-methylpropionyl, heptanoyl, 2-methylbutanoyl, 3-methylbutanoyl, octanoyl, decanoyl, dodecanoyl, dodecanoyl, octadecanoyl, and the like. And a branched alkylcarbonyl group.

アリールカルボニル基としては、ベンゾイル、ナフトイルなど炭素数7〜11のアリールカルボニル基が挙げられる。   Examples of the arylcarbonyl group include an arylcarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms such as benzoyl and naphthoyl.

アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニル、sec−ブトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、オクチロキシカルボニル、テトラデシルオキシカルボニル及びオクタデシロキシカルボニルなど炭素数2〜19の直鎖または分岐のアルコキシカルボニル基が挙げられる。   Examples of the alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, isopropoxycarbonyl, butoxycarbonyl, isobutoxycarbonyl, sec-butoxycarbonyl, tert-butoxycarbonyl, octyloxycarbonyl, tetradecyloxycarbonyl, and octadecyloxycarbonyl. A linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 19 carbon atoms is exemplified.

アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニルなど炭素数7〜11のアリールオキシカルボニル基が挙げられる。   Examples of the aryloxycarbonyl group include an aryloxycarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms such as phenoxycarbonyl and naphthoxycarbonyl.

アリールチオカルボニル基としては、フェニルチオカルボニル、ナフトキシチオカルボニルなど炭素数7〜11のアリールチオカルボニル基が挙げられる。   Examples of the arylthiocarbonyl group include arylthiocarbonyl groups having 7 to 11 carbon atoms, such as phenylthiocarbonyl and naphthoxythiocarbonyl.

アシロキシ基としては、アセトキシ、エチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、イソプロピルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、イソブチルカルボニルオキシ、sec−ブチルカルボニルオキシ、tert−ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、テトラデシルカルボニルオキシ及びオクタデシルカルボニルオキシなど炭素数2〜19の直鎖または分岐のアシロキシ基が挙げられる。   Examples of the acyloxy group include acetoxy, ethylcarbonyloxy, propylcarbonyloxy, isopropylcarbonyloxy, butylcarbonyloxy, isobutylcarbonyloxy, sec-butylcarbonyloxy, tert-butylcarbonyloxy, octylcarbonyloxy, tetradecylcarbonyloxy, and octadecylcarbonyl. Examples thereof include a straight or branched acyloxy group having 2 to 19 carbon atoms such as oxy.

アリールチオ基としては、フェニルチオ、2−メチルフェニルチオ、3−メチルフェニルチオ、4−メチルフェニルチオ、2−クロロフェニルチオ、3−クロロフェニルチオ、4−クロロフェニルチオ、2−ブロモフェニルチオ、3−ブロモフェニルチオ、4−ブロモフェニルチオ、2−フルオロフェニルチオ、3−フルオロフェニルチオ、4−フルオロフェニルチオ、2−ヒドロキシフェニルチオ、4−ヒドロキシフェニルチオ、2−メトキシフェニルチオ、4−メトキシフェニルチオ、1−ナフチルチオ、2−ナフチルチオ、4−[4−(フェニルチオ)ベンゾイル]フェニルチオ、4−[4−(フェニルチオ)フェノキシ]フェニルチオ、4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルチオ、4−(フェニルチオ)フェニルチオ、4−ベンゾイルフェニルチオ、4−ベンゾイル−2−クロロフェニルチオ、4−ベンゾイル−3−クロロフェニルチオ、4−ベンゾイル−3−メチルチオフェニルチオ、4−ベンゾイル−2−メチルチオフェニルチオ、4−(4−メチルチオベンゾイル)フェニルチオ、4−(2−メチルチオベンゾイル)フェニルチオ、4−(p−メチルベンゾイル)フェニルチオ、4−(p−エチルベンゾイル)フェニルチオ4−(p−イソプロピルベンゾイル)フェニルチオ及び4−(p−tert−ブチルベンゾイル)フェニルチオなど炭素数6〜20のアリールチオ基が挙げられる。   Examples of the arylthio group include phenylthio, 2-methylphenylthio, 3-methylphenylthio, 4-methylphenylthio, 2-chlorophenylthio, 3-chlorophenylthio, 4-chlorophenylthio, 2-bromophenylthio, and 3-bromophenyl Thio, 4-bromophenylthio, 2-fluorophenylthio, 3-fluorophenylthio, 4-fluorophenylthio, 2-hydroxyphenylthio, 4-hydroxyphenylthio, 2-methoxyphenylthio, 4-methoxyphenylthio, 1-naphthylthio, 2-naphthylthio, 4- [4- (phenylthio) benzoyl] phenylthio, 4- [4- (phenylthio) phenoxy] phenylthio, 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylthio, 4- (phenylthio) phenylthio , 4 Benzoylphenylthio, 4-benzoyl-2-chlorophenylthio, 4-benzoyl-3-chlorophenylthio, 4-benzoyl-3-methylthiophenylthio, 4-benzoyl-2-methylthiophenylthio, 4- (4-methylthiobenzoyl) Phenylthio, 4- (2-methylthiobenzoyl) phenylthio, 4- (p-methylbenzoyl) phenylthio, 4- (p-ethylbenzoyl) phenylthio 4- (p-isopropylbenzoyl) phenylthio and 4- (p-tert-butylbenzoyl) ) Arylthio groups having 6 to 20 carbon atoms, such as phenylthio.

アルキルチオ基としては、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、sec−ブチルチオ、tert−ブチルチオ、ペンチルチオ、イソペンチルチオ、ネオペンチルチオ、tert−ペンチルチオ、オクチルチオ、デシルチオ、ドデシルチオ及びイソオクタデシルチオなど炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルキルチオ基が挙げられる。   Examples of the alkylthio group include methylthio, ethylthio, propylthio, isopropylthio, butylthio, isobutylthio, sec-butylthio, tert-butylthio, pentylthio, isopentylthio, neopentylthio, tert-pentylthio, octylthio, decylthio, dodecylthio, and isooctadecylthio. And linear or branched alkylthio groups having 1 to 18 carbon atoms.

アリールオキシ基としては、フェノキシ、ナフチルオキシなど炭素数6〜10のアリールオキシ基が挙げられる。   Examples of the aryloxy group include an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms such as phenoxy and naphthyloxy.

アルキルスルフィニル基としては、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、プロピルスルフィニル、イソプロピルスルフィニル、ブチルスルフィニル、イソブチルスルフィニル、sec−ブチルスルフィニル、tert−ブチルスルフィニル、ペンチルスルフィニル、イソペンチルスルフィニル、ネオペンチルスルフィニル、tert−ペンチルスルフィニル、オクチルスルフィニル及びイソオクタデシルスルフィニルなど炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルキルスルフィニル基が挙げられる。   Examples of the alkylsulfinyl group include methylsulfinyl, ethylsulfinyl, propylsulfinyl, isopropylsulfinyl, butylsulfinyl, isobutylsulfinyl, sec-butylsulfinyl, tert-butylsulfinyl, pentylsulfinyl, isopentylsulfinyl, neopentylsulfinyl, tert-pentylsulfinyl, Examples thereof include a linear or branched alkylsulfinyl group having 1 to 18 carbon atoms such as octylsulfinyl and isooctadecylsulfinyl.

アリールスルフィニル基としては、フェニルスルフィニル、トリルスルフィニル及びナフチルスルフィニルなど炭素数6〜10のアリールスルフィニル基が挙げられる。   Examples of the arylsulfinyl group include arylsulfinyl groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenylsulfinyl, tolylsulfinyl and naphthylsulfinyl.

アルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、イソプロピルスルホニル、ブチルスルホニル、イソブチルスルホニル、sec−ブチルスルホニル、tert−ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、イソペンチルスルホニル、ネオペンチルスルホニル、tert−ペンチルスルホニル、オクチルスルホニル及びオクタデシルスルホニルなど炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルキルスルホニル基が挙げられる。   Examples of the alkylsulfonyl group include methylsulfonyl, ethylsulfonyl, propylsulfonyl, isopropylsulfonyl, butylsulfonyl, isobutylsulfonyl, sec-butylsulfonyl, tert-butylsulfonyl, pentylsulfonyl, isopentylsulfonyl, neopentylsulfonyl, tert-pentylsulfonyl, Examples thereof include linear or branched alkylsulfonyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as octylsulfonyl and octadecylsulfonyl.

アリールスルホニル基としては、フェニルスルホニル、トリルスルホニル(トシル基)及びナフチルスルホニルなど炭素数6〜10のアリールスルホニル基が挙げられる。   Examples of the arylsulfonyl group include arylsulfonyl groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenylsulfonyl, tolylsulfonyl (tosyl group) and naphthylsulfonyl.

アルキレンオキシ基は、下記一般式(3)で示される。   The alkyleneoxy group is represented by the following general formula (3).

Figure 2020002115
Figure 2020002115

式中、Qは水素原子またはメチル基を表し、kは1〜5の整数を表す。   In the formula, Q represents a hydrogen atom or a methyl group, and k represents an integer of 1 to 5.

これら置換基のうち、合成の容易さの観点から、アルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシロキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アリールスルフィニル基、アリールスルホニル基、フッ素原子及び塩素原子が好ましく、さらに好ましくはアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アリールチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アリールスルフィニル基、アリールスルホニル基である。
特に好ましくは、Ar1、Ar2およびAr3の置換基の一つが、アリールチオ基である。
Among these substituents, from the viewpoint of ease of synthesis, an alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylthiocarbonyl group, an acyloxy group, an arylthio group, an alkylthio group, an aryl group, A heterocyclic hydrocarbon group, an aryloxy group, an arylsulfinyl group, an arylsulfonyl group, a fluorine atom and a chlorine atom are preferred, and an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an arylthiocarbonyl group, an arylthio group, an aryl group, A cyclic hydrocarbon group, an aryloxy group, an arylsulfinyl group, and an arylsulfonyl group.
Particularly preferably, one of the substituents of Ar1, Ar2 and Ar3 is an arylthio group.

一般式(1)で示されるスルホニウム塩(A)のカチオンのうち、具体的な例を下記に示す。   Specific examples of the cation of the sulfonium salt (A) represented by the general formula (1) are shown below.

Figure 2020002115
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<ルイス酸(B)>
ルイス酸(B)としては、例えば、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)等が挙げられ、反応性、生成物の抽出の容易さの観点から塩化アルミニウムが好ましい。
<Lewis acid (B)>
Examples of the Lewis acid (B) include zinc chloride, aluminum chloride, aluminum bromide, iron (II) chloride, and iron (III) chloride. From the viewpoints of reactivity and ease of extraction of the product, chloride is used. Aluminum is preferred.

<有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)>
有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)の有機酸としては、メタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸等のアルキルスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸等のフッ素化アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、メチルエチル酢酸、トリメチル酢酸、カプロン酸、イソカプロン酸、ジエチル酢酸、2,2−ジメチル酪酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、2−エチルヘキサン酸、n−ウンデシレン酸、ラウリン酸、n−トリデシレン酸、ミリスチン酸、n−ペンタデシレン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、n−ノナデシレン酸、アラキジン酸、n−ヘンアイコ酸等の飽和脂肪族カルボン酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ヘプタフルオロ酪酸等のフッ素化飽和脂肪族カルボン酸、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、メタクリル酸、2−ペンテン酸、3−ペンテン酸、アリル酢酸、アンゲリカ酸、チグリン酸、3−メチルクロトン酸、2−ヘキセン酸、3−ヘキセン酸、4−ヘキセン酸、5−ヘキセン酸、2−メチル−2−ペンテン酸、3−メチル−2−ペンテン酸、4−メチル−2−ペンテン酸、4−メチル−2−ペンテン酸、4−メチル−3−ペンテン酸、2−エチルクロトン酸、2−へプテン酸、2−オクテン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、エレステアリン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、シクロプロパンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸、シクロブテンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロペンテンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキセンカルボン酸、シクロヘプタンカルボン酸、シクロヘプテンカルボン酸等の脂環式カルボン酸、安息香酸、3−メチル安息香酸、4−メチル安息香酸、3−エチル安息香酸、4−エチル安息香酸、サリチル酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2−メトキシ安息香酸、3−メトキシ安息香酸、4−メトキシ安息香酸等の芳香族カルボン酸が挙げられる。
<Alkali metal salt of organic acid or inorganic acid (C)>
Examples of the organic acid of the alkali metal salt (C) of an organic acid or an inorganic acid include alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, propanesulfonic acid, and butanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, and nonafluorobutanesulfonic acid. Fluorinated alkylsulfonic acid such as acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, 2,4,6-trimethylbenzenesulfonic acid, aromatic sulfonic acid such as dodecylbenzenesulfonic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, Valeric acid, isovaleric acid, methylethylacetic acid, trimethylacetic acid, caproic acid, isocaproic acid, diethylacetic acid, 2,2-dimethylbutyric acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, 2-ethylhexanoic acid, n-undecylenic acid, Lauric acid, n-tridecylenic acid, myristic acid Fluorination of saturated aliphatic carboxylic acids such as n-pentadecylenic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, n-nonadecylenic acid, arachidic acid, n-henoic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid and the like Saturated aliphatic carboxylic acid, acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, vinyl acetic acid, methacrylic acid, 2-pentenoic acid, 3-pentenoic acid, allyl acetic acid, angelic acid, tiglic acid, 3-methyl crotonic acid, 2-hexenoic acid , 3-hexenoic acid, 4-hexenoic acid, 5-hexenoic acid, 2-methyl-2-pentenoic acid, 3-methyl-2-pentenoic acid, 4-methyl-2-pentenoic acid, 4-methyl-2-pentene Acid, 4-methyl-3-pentenoic acid, 2-ethylcrotonic acid, 2-heptenoic acid, 2-octenoic acid, palmitole Acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, linolenic acid, unsaturated aliphatic carboxylic acids such as elestearic acid, arachidonic acid, cyclopropanecarboxylic acid, cyclobutanecarboxylic acid, cyclobutenecarboxylic acid, cyclopentanecarboxylic acid, cyclopentene Carboxylic acids, cyclohexanecarboxylic acids, cyclohexenecarboxylic acids, cycloheptanecarboxylic acids, cycloaliphatic carboxylic acids such as cycloheptenecarboxylic acids, benzoic acid, 3-methylbenzoic acid, 4-methylbenzoic acid, 3-ethylbenzoic acid, Examples thereof include aromatic carboxylic acids such as 4-ethylbenzoic acid, salicylic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2-methoxybenzoic acid, 3-methoxybenzoic acid, and 4-methoxybenzoic acid.

無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸等が挙げられる。   Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, phosphoric acid and the like.

上記有機酸および無機酸のうち、クエンチャーとしての適応性、すなわち酸強度とスルホニウム塩の溶剤に対する溶解性の観点から、スルホン酸およびカルボン酸が好ましく、アルキルスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、2−エチルヘキサン酸、ヘプタフルオロ酪酸およびサリチル酸が特に好ましい。 Among the above organic acids and inorganic acids, sulfonic acids and carboxylic acids are preferable from the viewpoint of adaptability as a quencher, that is, acid strength and solubility of a sulfonium salt in a solvent, and alkylsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, -Ethylhexanoic acid, heptafluorobutyric acid and salicylic acid are particularly preferred.

アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、上記酸との塩の入手の容易さの観点から、ナトリウムまたはカリウムが好ましい。   Examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, and sodium or potassium is preferable from the viewpoint of easy availability of a salt with the above acid.

本発明の製造方法において、スルホニウム塩(A)とルイス酸(B)のモル比は、通常スルホニウム塩(A)1モルに対し、ルイス酸(B)1〜10モル、好ましくは2〜5モルである。1モルのスルホニウム塩(A)に対してルイス酸(B)が1モル未満では、次の塩交換反応の収率が低くなり、10モルを超えると必要以上にルイス酸(B)を使用することになり、多量の酸性廃水が発生して操作が煩雑になり、コスト高となる。   In the production method of the present invention, the molar ratio of the sulfonium salt (A) to the Lewis acid (B) is usually 1 to 10 mol, preferably 2 to 5 mol, of the Lewis acid (B) per 1 mol of the sulfonium salt (A). It is. When the amount of the Lewis acid (B) is less than 1 mol per mol of the sulfonium salt (A), the yield of the next salt exchange reaction is low. When the amount exceeds 10 mol, the Lewis acid (B) is used more than necessary. As a result, a large amount of acidic wastewater is generated, the operation becomes complicated, and the cost increases.

本発明の製造方法において、スルホニウム塩(A)と有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)のモル比は、通常スルホニウム塩(A)1モルに対し、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)1〜5モル、好ましくは1.1〜2モルである。1モルのスルホニウム塩(A)に対して有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)が1モル未満では、目的の塩交換反応の収率が低くなり、5モルを超えると必要以上に有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)を使用することになり、コスト高となる。   In the production method of the present invention, the molar ratio of the sulfonium salt (A) to the alkali metal salt of an organic acid or inorganic acid (C) is usually 1 mole of the sulfonium salt (A) to the alkali metal salt of an organic acid or inorganic acid. (C) The amount is 1 to 5 mol, preferably 1.1 to 2 mol. When the amount of the alkali metal salt (C) of an organic acid or an inorganic acid is less than 1 mol per mol of the sulfonium salt (A), the yield of a target salt exchange reaction is low. Since an alkali metal salt (C) of an acid or an inorganic acid is used, the cost increases.

本発明の製造方法において、ルイス酸(B)は必須の成分である。通常スルホニウム塩の複分解では、より強酸の共役塩基に相当するアニオンへのアニオン交換反応が進行する。すなわち、本発明のスルホニウム塩(A)のアニオンはヘキサフルオロホスフェートであるため、これよりも弱い酸であるカルボン酸やスルホン酸のアニオン残基へのアニオン交換反応は通常進行しない。しかし、本発明のルイス酸(B)をスルホニウム塩(A)とまず反応させることでアニオンであるヘキサフルオロホスフェートが分解し、ルイス酸由来の錯イオンまたはハロゲン化物イオンをアニオンとするスルホニウム塩が中間体として生成するため、次工程の有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)との反応により目的のアニオンへの交換反応が可能となる。したがって、ルイス酸(B)の存在なしでは、本発明の製造方法は成立しない。   In the production method of the present invention, the Lewis acid (B) is an essential component. Usually, in metathesis of a sulfonium salt, an anion exchange reaction proceeds to an anion corresponding to a conjugate base of a stronger acid. That is, since the anion of the sulfonium salt (A) of the present invention is hexafluorophosphate, the anion exchange reaction to the anionic residue of carboxylic acid or sulfonic acid, which is a weaker acid, does not usually proceed. However, by reacting the Lewis acid (B) of the present invention with the sulfonium salt (A) first, hexafluorophosphate which is an anion is decomposed, and a sulfonium salt having a Lewis acid-derived complex ion or halide ion as an anion is intermediate. Since it is formed as a body, an exchange reaction to a target anion becomes possible by a reaction with an alkali metal salt (C) of an organic acid or an inorganic acid in the next step. Therefore, the production method of the present invention cannot be established without the presence of the Lewis acid (B).

本発明の製造方法において、スルホニウム塩(A)と有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)のモル比は、通常スルホニウム塩(A)1モルに対し、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)1〜5モル、好ましくは1.1〜2モルである。1モルのスルホニウム塩(A)に対して有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)が1モル未満では、目的の塩交換反応の収率が低くなり、5モルを超えると必要以上に有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)を使用することになり、コスト高となる。   In the production method of the present invention, the molar ratio of the sulfonium salt (A) to the alkali metal salt of an organic acid or inorganic acid (C) is usually 1 mole of the sulfonium salt (A) to the alkali metal salt of an organic acid or inorganic acid. (C) The amount is 1 to 5 mol, preferably 1.1 to 2 mol. When the amount of the alkali metal salt (C) of an organic acid or an inorganic acid is less than 1 mol per mol of the sulfonium salt (A), the yield of a target salt exchange reaction is low. Since an alkali metal salt (C) of an acid or an inorganic acid is used, the cost increases.

本発明の製造方法において、スルホニウム塩(A)とルイス酸(B)の反応は、必要により、溶媒の存在下で行ってもよい。その場合に用いる溶媒としてはスルホニウム塩(A)を溶解させることができるものであれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、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、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素系有機溶剤、およびアセトニトリル等の極性有機溶剤が挙げられる。これらの溶媒は、1種のものを使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。これらの溶媒のうち好ましいのは、エーテル類、ケトン類、塩素系有機溶剤であり、特に好ましいのは、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、クロロホルムである。   In the production method of the present invention, the reaction between the sulfonium salt (A) and the Lewis acid (B) may be performed in the presence of a solvent, if necessary. The solvent used in that case is not particularly limited as long as it can dissolve the sulfonium salt (A), and examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, and tert-butanol; Examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, chlorinated organic solvents such as dichloromethane and chloroform, and polar organic solvents such as acetonitrile. One of these solvents may be used, or two or more of them may be used in combination. Preferred among these solvents are ethers, ketones, and chlorinated organic solvents, and particularly preferred are diethyl ether, dichloromethane, and chloroform.

溶媒の使用量は、通常スルホニウム塩(A)の割合が1〜50重量%となる量であり、好ましくは5〜20重量%である。   The amount of the solvent used is such that the proportion of the sulfonium salt (A) is usually 1 to 50% by weight, preferably 5 to 20% by weight.

本発明の製造方法において、反応温度はスルホニウム塩(A)とルイス酸(B)との反応では−30℃〜10℃、好ましくは−20℃〜0℃であり、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)との反応では0℃〜60℃、好ましくは10℃〜30℃である。   In the production method of the present invention, the reaction temperature in the reaction of the sulfonium salt (A) with the Lewis acid (B) is from -30 ° C to 10 ° C, preferably from -20 ° C to 0 ° C. In the reaction with the metal salt (C), the temperature is 0 ° C to 60 ° C, preferably 10 ° C to 30 ° C.

本発明の製造方法において、スルホニウム塩(A)とルイス酸(B)の反応後は反応液を水に投入し、過剰のルイス酸(B)を分解させて反応を停止するのが好ましい。反応中間生成物は有機溶剤に可溶であるので、さらにジエチルエーテル、クロロホルム等の有機溶剤を投入することで反応中間生成物を抽出することができる。   In the production method of the present invention, after the reaction between the sulfonium salt (A) and the Lewis acid (B), the reaction solution is preferably poured into water to decompose excess Lewis acid (B) and terminate the reaction. Since the reaction intermediate is soluble in an organic solvent, the reaction intermediate can be extracted by further adding an organic solvent such as diethyl ether or chloroform.

トリアリールスルホニウムの置換基としてハロゲン原子やアルキル基等を有する場合(特許文献5または6)、反応中間生成物の水への溶解性が高いため、有機溶剤による抽出が困難となり、収率が極端に低下する。一方、本発明の製造方法におけるスルホニウム塩(A)の場合、有機溶剤による抽出が可能であるため、ルイス酸(B)由来の反応副生物を分離することができ、次工程の塩交換反応が容易に進行し、所望のスルホニウム塩(D)を収率良く回収することができる。   When a triarylsulfonium has a halogen atom, an alkyl group, or the like as a substituent (Patent Document 5 or 6), the solubility of the reaction intermediate in water is high, so that extraction with an organic solvent becomes difficult, and the yield is extremely high. To decline. On the other hand, in the case of the sulfonium salt (A) in the production method of the present invention, since the extraction with an organic solvent is possible, a reaction by-product derived from the Lewis acid (B) can be separated, and the salt exchange reaction in the next step is performed. It proceeds easily, and the desired sulfonium salt (D) can be recovered in good yield.

得られたスルホニウム塩(D)は、必要によりメタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール等のアルコール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、またはペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類などの1種または2種以上の混合溶剤で洗浄するか、あるいはこれらの溶剤の1種または2種以上の混合溶剤で再結晶させるか、または上記溶剤洗浄と再結晶の操作を任意に組み合わせて行い、純度を向上させることができる。   The obtained sulfonium salt (D) may be, if necessary, alcohols such as methanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, tert-butanol, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, ethyl acetate, butyl acetate and the like. Or a mixture of two or more solvents, such as esters, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, or aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and octane. The purity can be improved by recrystallization with one or two or more of the above-mentioned mixed solvents, or by arbitrarily combining the above-mentioned washing and recrystallization operations.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, unless otherwise specified,% means% by weight and part means parts by weight.

<製造例1>
<(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(1)]の製造方法>
ヘキサフルオロリン酸カリウム4.3部、アセトニトリル10部、ジフェニルスルフィド3.6部、ジフェニルスルホキシド4.1部及び無水酢酸5.9部を均一に混合した後、濃硫酸2.3部を室温で滴下した。40℃で1時間撹拌後、室温まで冷却し、水20部を加えて10分撹拌したところに、酢酸エチル20部を加えて有機層を抽出した。この有機層を20%水酸化ナトリウム水溶液、さらに水で3回洗浄した後、エバポレーターで溶剤を留去することにより、(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(1)]を9.7部得た。
<Production Example 1>
<Method for producing (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (1)]>
After uniformly mixing 4.3 parts of potassium hexafluorophosphate, 10 parts of acetonitrile, 3.6 parts of diphenyl sulfide, 4.1 parts of diphenyl sulfoxide and 5.9 parts of acetic anhydride, 2.3 parts of concentrated sulfuric acid is added at room temperature. It was dropped. After stirring at 40 ° C. for 1 hour, the mixture was cooled to room temperature, 20 parts of water was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. The organic layer was washed with a 20% aqueous sodium hydroxide solution and water three times, and then the solvent was distilled off with an evaporator to obtain (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (1)]. 9.7 parts were obtained.

<製造例2>
<[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(2)]の製造方法>
4−(フェニルチオ)ビフェニル2.0部、アセトニトリル8.0部、硫酸0.37部及び30%過酸化水素水0.43部を均一混合し、65℃で3時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、水に投入して固体を析出させ、ろ過により回収することで、白色固体の4−(フェニルスルフィニル)ビフェニルを55%と4−(フェニルチオ)ビフェニルを45%含む混合物を得た。
得られた4−(フェニルスルフィニル)ビフェニルを55%と4−(フェニルチオ)ビフェニルを45%含む混合物2.0部、4−(フェニルチオ)ビフェニル0.24部、無水酢酸1.2部、トリフルオロメタンスルホン酸0.72部、アセトニトリル6.5部を均一混合し、60℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、水30部中に投入し、ジクロロメタン30部で抽出し、水層のpHが中性になるまで水で洗浄した。ジクロロメタン層をトルエン30部次いでヘキサン30部で洗浄した後、10%ヘキサフルオロリン酸カリウム水溶液8.4部を投入して1時間撹拌し、水で3回洗浄した。エバポレーターで溶剤を留去することにより、[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(2)]2.6部を得た。
<Production Example 2>
<Method for producing [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (2)]>
2.0 parts of 4- (phenylthio) biphenyl, 8.0 parts of acetonitrile, 0.37 parts of sulfuric acid and 0.43 parts of 30% hydrogen peroxide were uniformly mixed and reacted at 65 ° C. for 3 hours. After the reaction solution was cooled to room temperature, it was poured into water to precipitate a solid, which was collected by filtration to obtain a mixture containing 55% of 4- (phenylsulfinyl) biphenyl and 45% of 4- (phenylthio) biphenyl as a white solid. Got.
2.0 parts of a mixture containing 55% of the obtained 4- (phenylsulfinyl) biphenyl and 45% of 4- (phenylthio) biphenyl, 0.24 part of 4- (phenylthio) biphenyl, 1.2 parts of acetic anhydride, trifluoromethane 0.72 parts of sulfonic acid and 6.5 parts of acetonitrile were uniformly mixed and reacted at 60 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, it was poured into 30 parts of water, extracted with 30 parts of dichloromethane, and washed with water until the pH of the aqueous layer became neutral. After washing the dichloromethane layer with 30 parts of toluene and then 30 parts of hexane, 8.4 parts of a 10% aqueous potassium hexafluorophosphate solution was added, stirred for 1 hour, and washed three times with water. The solvent was distilled off using an evaporator to obtain 2.6 parts of [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (2)].

<実施例1>
<サリチル酸(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム(1)]の製造方法>
<Example 1>
<Method for producing (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium salicylate (1)>

Figure 2020002115
Figure 2020002115

製造例1で得られた(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(1)]5.0部をクロロホルム46部に溶解させ、0℃に冷却した後、塩化アルミニウム5.2部を投入して撹拌した。1時間後、反応混合液を水52部に投入し、さらに30分撹拌した後、静置して水層を除去した。有機層を水で5回撹拌洗浄した後、5%サリチル酸ナトリウム水溶液32.5部を投入して1時間撹拌し、静置後水層を除去した。有機層を水で5回撹拌洗浄した後、エバポレーターで溶剤を留去することで、褐色の粘調物を得た。引き続き、tert−ブチルメチルエーテルで溶剤洗浄することで表題の化合物(1)4.4部を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。   5.0 parts of (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (1)] obtained in Production Example 1 was dissolved in 46 parts of chloroform, cooled to 0 ° C, and then cooled to 5.2 parts of aluminum chloride. And stirred. One hour later, the reaction mixture was poured into 52 parts of water, stirred for 30 minutes, and then left standing to remove an aqueous layer. The organic layer was washed with stirring five times with water, and then 32.5 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was added, stirred for 1 hour, and allowed to stand, and then the aqueous layer was removed. After the organic layer was washed with water five times with stirring, the solvent was distilled off with an evaporator to obtain a brown viscous substance. Subsequently, the solvent was washed with tert-butyl methyl ether to obtain 4.4 parts of the title compound (1). The product was identified by 1H-NMR.

<実施例2>
<ヘプタフルオロブタン酸(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム(2)の製造方法>
<Example 2>
<Method for producing (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium (2) heptafluorobutanoate>

Figure 2020002115
Figure 2020002115

実施例1において、5%サリチル酸ナトリウム水溶液32.5部を5%ヘプタフルオロブタン酸ナトリウム水溶液48.0部としたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、表題の化合物(2)5.1部を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。また19F−NMRにより、3F;t、2F;m及び2F;tのシグナルを確認した。 In the same manner as in Example 1, except that 32.5 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was changed to 48.0 parts of a 5% aqueous sodium heptafluorobutanoate solution, the same operation as in Example 1 was carried out to obtain the title compound (2) 5. 1 part was obtained. The product was identified by 1H-NMR. Further, signals of 3F; t, 2F; m and 2F; t were confirmed by 19F-NMR.

<実施例3>
<ヘキサンスルホン酸酸(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム(3)の製造方法>
<Example 3>
<Method for producing (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium hexanesulfonate (3)>

Figure 2020002115
Figure 2020002115

実施例1において、5%サリチル酸ナトリウム水溶液32.5部を5%ヘキサンスルホン酸ナトリウム水溶液38.2部としたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、表題の化合物(3)4.6部を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。 In the same manner as in Example 1, except that 32.5 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was changed to 38.2 parts of a 5% aqueous sodium hexanesulfonate solution, the same operation as in Example 1 was carried out to obtain the title compound (3). Six parts were obtained. The product was identified by 1H-NMR.

<実施例4>
<サリチル酸[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム(4)の製造方法>
<Example 4>
<Production method of [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium (4) salicylate>

Figure 2020002115
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製造例2で得られた[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート[中間体(2)]5.0部をクロロホルム36部に溶解させ、0℃に冷却した後、塩化アルミニウム4.0部を投入して撹拌した。1時間後、反応混合液を水40部に投入し、さらに30分撹拌した後、静置して水層を除去した。有機層を水で5回撹拌洗浄した後、5%サリチル酸ナトリウム水溶液25.1部を投入して1時間撹拌し、静置後水層を除去した。有機層を水で5回撹拌洗浄した後、エバポレーターで溶剤を留去することで、褐色の粘調物を得た。引き続き、tert−ブチルメチルエーテルで溶剤洗浄することで表題の化合物(4)4.4部を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。   5.0 parts of [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium hexafluorophosphate [intermediate (2)] obtained in Production Example 2 was dissolved in 36 parts of chloroform, and 0 ° C. After cooling, 4.0 parts of aluminum chloride was charged and stirred. One hour later, the reaction mixture was added to 40 parts of water, stirred for 30 minutes, and left standing to remove an aqueous layer. The organic layer was stirred and washed five times with water, and then 25.1 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was added thereto, stirred for 1 hour, and allowed to stand, and then the aqueous layer was removed. After the organic layer was washed with water five times with stirring, the solvent was distilled off with an evaporator to obtain a brown viscous substance. Subsequently, the solvent was washed with tert-butyl methyl ether to obtain 4.4 parts of the title compound (4). The product was identified by 1H-NMR.

<実施例5>
<ヘプタフルオロブタン酸[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム(5)の製造方法>
<Example 5>
<Method for producing [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium (5) heptafluorobutanoate>

Figure 2020002115
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実施例4において、5%サリチル酸ナトリウム水溶液25.1部を5%ヘプタフルオロブタン酸ナトリウム水溶液37.1部としたこと以外は、実施例4と同様な操作を行い、表題の化合物(5)を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。また19F−NMRにより、3F;t、2F;m及び2F;tのシグナルを確認した。 In the same manner as in Example 4, except that 25.1 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was changed to 37.1 parts of a 5% aqueous sodium heptafluorobutanoate solution, the same operation as in Example 4 was carried out to give the title compound (5). Obtained. The product was identified by 1H-NMR. Further, signals of 3F; t, 2F; m and 2F; t were confirmed by 19F-NMR.

<実施例6>
<ヘキサンスルホン酸[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム(6)の製造方法>
<Example 6>
<Method for producing [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium (6) hexanesulfonate>

Figure 2020002115
Figure 2020002115

実施例4において、5%サリチル酸ナトリウム水溶液25.1部を5%ヘキサンスルホン酸ナトリウム水溶液29.5部としたこと以外は、実施例4と同様な操作を行い、表題の化合物(6)を得た。生成物は1H−NMRにて同定した。 A title compound (6) was obtained in the same manner as in Example 4, except that 25.1 parts of a 5% aqueous sodium salicylate solution was changed to 29.5 parts of a 5% aqueous sodium hexanesulfonate solution. Was. The product was identified by 1H-NMR.

上記の通り、本発明の製造方法によれば、スルホン酸やカルボン酸等のアニオン残基を有するスルホニウム塩を、簡便に合成することができる。このスルホニウム塩は光あるいは電子線などの活性エネルギー線照射によってスルホン酸やカルボン酸等、酸強度の低い酸を発生するため、クエンチャーとして有用である。
As described above, according to the production method of the present invention, a sulfonium salt having an anionic residue such as sulfonic acid or carboxylic acid can be easily synthesized. This sulfonium salt is useful as a quencher because it generates an acid having a low acid strength such as a sulfonic acid or a carboxylic acid by irradiation with active energy rays such as light or electron beams.

Claims (5)

下記一般式(1)で表させるスルホニウム塩(A)をルイス酸(B)と反応させた後、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩(C)と反応させることを特徴とする、下記一般式(2)で表されるスルホニウム塩(D)の製造方法。
Figure 2020002115
[式(1)、(2)中、Ar1、Ar2およびAr3はそれぞれに、置換基を有していてもよいアリール基を表し、Xは有機酸または無機酸のアニオン残基を表す。]
The following general formula, wherein the sulfonium salt (A) represented by the following general formula (1) is reacted with a Lewis acid (B), and then reacted with an alkali metal salt (C) of an organic acid or an inorganic acid. A method for producing the sulfonium salt (D) represented by (2).
Figure 2020002115
[In the formulas (1) and (2), Ar1, Ar2 and Ar3 each represent an aryl group which may have a substituent, and X represents an anionic residue of an organic acid or an inorganic acid. ]
スルホニウム塩(A)およびスルホニウム塩(D)のAr1、Ar2およびAr3の置換基の一つが、アリールチオ基である、請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein one of the substituents on Ar1, Ar2, and Ar3 of the sulfonium salt (A) and the sulfonium salt (D) is an arylthio group. ルイス酸(B)が塩化アルミニウムである、請求項1または2に記載の製造方法。 3. The method according to claim 1, wherein the Lewis acid (B) is aluminum chloride. 一般式(2)において、Xがスルホン酸またはカルボン酸のアニオン残基である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the general formula (2), X is an anionic residue of a sulfonic acid or a carboxylic acid. スルホニウム塩(A)をルイス酸(B)と反応させた後、水を投入した反応混合物から有機溶剤に可溶な成分を抽出する工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
The process according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of, after reacting the sulfonium salt (A) with the Lewis acid (B), extracting a component soluble in an organic solvent from a reaction mixture charged with water. Method.
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