WO2000035835A1 - Procede de preparation de composes organiques au moyen de catalyseurs imide - Google Patents

Procede de preparation de composes organiques au moyen de catalyseurs imide Download PDF

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Yasutaka Ishii
Takahiro Iwahama
Tatsuya Nakano
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Daicel Chemical Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an organic compound using an imide compound catalyst, and more specifically, to reacting a specific imide compound with two compounds in the presence of a radical generator for the imide compound.
  • the present invention relates to a method for producing an addition or substitution reaction product or an oxidation product thereof by a radical mechanism.
  • the present invention also relates to a method for producing a hydroxy ⁇ -petit mouth lactone derivative useful as a raw material for functional polymers such as pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals, and photosensitive resins, and a novel ⁇ -lactone derivative.
  • European Patent Publication No. 21036686 discloses a method for synthesizing panlactone by reacting glyoxylic acid with isobutylene.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-282,373 discloses a method for producing pantolactone by reacting glyoxylic acid hydrate with t-butyl alcohol.
  • Tetrahedron (933) (19779) has 4—hydroxy-2-methyl-5,5,5—trichloromethane 1—hydrolysis of pentene 2—
  • a method for synthesizing pantratatone by converting hydroxy-14-methinole-14-pentenoic acid and then cyclizing it in the presence of hydrochloric acid.
  • a ⁇ -butyrolactone derivative having a haloalkyl group, a substituted oxycarbonyl group, a cyano group or an aryl group, and wherein the group bonded to the ⁇ -position is a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group;
  • a resist is coated on a substrate on which a thin film is formed, a latent image of a desired pattern is formed by selective exposure, and then the resist pattern is developed.
  • a lithography technique for forming a desired pattern by performing dry etching using the pattern as a mask and then removing the resist is used.
  • ultraviolet rays such as g-rays and i-rays are used as the exposure source.
  • far ultraviolet rays with shorter wavelengths, vacuum ultraviolet rays, and excimer lasers are used. Radiation such as light rays, electron beams, and X-rays is being used.
  • the resist used is excellent in transparency at the wavelength of the exposure source, and the substrate is not easily exposed. It is required to have excellent adhesiveness to water, dry etching resistance, and excellent developer solubility during development.
  • a polymer of a polymerizable monomer having a bridged ring and a lactone ring has been attracting attention as such a resist material.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-73173 discloses that a photoresist suitable for a short-wavelength exposure source is protected with an alicyclic hydrocarbon group such as adamantane and deprotected by an acid.
  • resist material containing a polymer containing a structural unit that can be separated to make it soluble, and an acid generator. Since this resist material does not contain an aromatic ring, it is transparent to the above-mentioned ArF excimer laser light and the like, and has excellent dry etching resistance. However, the resist material may not sufficiently dissolve in the developing solution at the time of development due to insufficient release of the protective portion by the acid generated by light irradiation. Therefore, the resolution (photosensitivity, sensitivity) is not yet sufficient. In addition, the adhesion to the substrate is not sufficient.
  • an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing an organic compound by an addition or substitution reaction under mild conditions.
  • Another object of the present invention is to directly provide a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an acyl group, a tertiary carbon atom to a carbon atom forming an unsaturated bond of an unsaturated compound or a methine carbon atom of a bridged cyclic compound. It is an object of the present invention to provide a method for producing an organic compound capable of binding to a compound.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for obtaining a corresponding 1,3-dihydroxy compound from an alcohol, an unsaturated compound and oxygen in good yield.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing an ⁇ -hydroxy- ⁇ -butyrolactone derivative from easily available raw materials under mild conditions.
  • Still another object of the present invention is to provide a sperm type ⁇ -hydroxyl-butyrolactone derivative having a non-aromatic carbon ring bonded to the ⁇ -position. It is in.
  • Another object of the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing a / 3 -hydroxy-1- ⁇ -butyral lactone derivative.
  • Still another object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition which can be rapidly dissolved in a developer by the action of an acid generated by light irradiation and can form a fine pattern stably and with high accuracy, and the sensitivity
  • An object of the present invention is to provide an acid-sensitive polymer useful for obtaining a resin composition and a raw material compound thereof.
  • Another object of the present invention is to provide a sensitive resin composition capable of forming a resist film having excellent adhesion to a substrate, an acid-sensitive polymer useful for obtaining the sensitive resin composition, and a raw material compound thereof. Is to provide.
  • Still another object of the present invention is to provide a novel ⁇ -hydroxy ⁇ -petit mouth lactone derivative having a bridged ring hydrocarbon group bonded to the V-position and a (meth) acryloyl derivative thereof. is there.
  • Another object of the present invention is to provide a novel ⁇ -butyrolactone derivative which is useful as a monomer material for an acid-sensitive polymer constituting a resin composition for photoresist.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for obtaining a corresponding conjugated unsaturated compound from an alcohol, an unsaturated compound and oxygen.
  • Another object of the present invention is to provide a method for obtaining the corresponding —hydroxyacetal compound in good yield from acetal, unsaturated compound and oxygen.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for obtaining a corresponding hydroxy compound in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound and oxygen.
  • Another object of the present invention is to provide a method for obtaining a corresponding carbonyl compound in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound and oxygen. It is in.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for obtaining a compound having an electron-withdrawing group in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound and oxygen.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for obtaining a corresponding force-ring product in a high yield from a compound having a methine carbon atom and oxygen.
  • the present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object.As a result, when an imido compound having a specific structure is used as a catalyst, the imid compound has a structure in the presence of oxygen and / or a radical generator for the imid compound. It has been found that the reaction between a compound capable of generating a stable radical and a radical-scavenging compound yields the corresponding addition or substitution reaction product or their oxidation product under mild conditions. When an alcohol is reacted with an ⁇ , -unsaturated carboxylic acid derivative in the presence of oxygen in the presence of an imido compound having a specific structure as a catalyst, the corresponding hydroxy ⁇ -butyrolactone derivative is produced under mild conditions.
  • the alpha - heat Dorokishi gamma - the Puchiroraku ton is derived from derivatives (meth) polymer accession acrylic acid Wesuteru induction member and monomer and follower Torejisu preparative resin used when The lactone ring site is quickly eliminated from the polymer by the acid generated from the photoacid generator by light irradiation, and the polymer and the eliminated component are easily dissolved in the developer. It was found that it could be disassembled and removed, greatly improving the resolution and development efficiency, and also having excellent adhesion to the substrate.
  • an imid compound having a specific structure is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen to react a specific alcohol or a compound having a methine carbon atom with a specific unsaturated compound
  • the reaction can be performed under mild conditions. It has been found that a conjugated unsaturated compound or an electron-withdrawing group-containing compound is obtained.
  • the present invention has been completed based on these findings.
  • R 1 and R 2 are the same or different and each represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, a hydroxyyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a double bond or an aromatic or non-aromatic ring
  • X represents an oxygen atom or a hydroxyl group.
  • a double bond formed by bonding RR or R 1 and R 2 to each other, or One or two N-substituted cyclic imido groups represented by the above formula (1) may be further bonded to the aromatic or non-aromatic ring.
  • an imido compound represented by the formula (1) is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen, and (All) a compound represented by the following formula (2)
  • R a R b (wherein, R a and R b are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group.
  • R 'and Rb may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms
  • the 1,3-dihydroxy compound represented by the formula can be obtained.
  • the present invention also provides, in the presence of molecular oxygen, a catalyst represented by the compound represented by the formula (1): (All) an alcohol represented by the formula (2):
  • R e , R d , and R ⁇ R f are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group.
  • R and R ⁇ R ′ are bonded to each other to form an adjacent carbon atom or carbon-carbon May form a ring together with the bond
  • the present invention provides a method for producing a hydroxy-tutyl lactone derivative, which produces an ⁇ -hydroxy-l-butyrolactone derivative represented by the formula:
  • the present invention further provides the following formula (6a)
  • R a and R b are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group, and R ° and R b may be bonded to each other to form a ring together with an adjacent carbon atom.
  • R ⁇ R ' are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group, and R' and R 'may combine with each other to form a ring together with an adjacent carbon-carbon bond.
  • the present invention provides a method for producing a hydroxy ⁇ -petit mouth lactone derivative represented by the formula:
  • the present invention further provides the following formula (6b)
  • ring A represents a non-aromatic carbocyclic ring
  • RR d and R ′ are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group.
  • R e , R d and R ′ are bonded to each other, (A ring may be formed with an adjacent carbon atom or a carbon-carbon bond.)
  • ⁇ -hydroxyl-y-petit mouth lactone derivative represented by the following formula (hereinafter sometimes referred to as “ ⁇ -hydroxyl- ⁇ -butyrolactone derivative 1”).
  • the present invention also provides the following formula (6c):
  • R al and R bl are the same or different and each represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group, and R ′ 1 and R bl are bonded to each other to form a ring together with an adjacent carbon atom.
  • R el represents a haloalkyl group, a substituted Okishikaru Boniru group, Shiano group or Ariru group
  • R d, R. is the same or different connexion, hydrogen atom or an organic group.
  • R el, R d which may be combined with each other to form a ring with adjacent carbon atoms or carbon-carbon bonds) (hereinafter referred to as " ⁇ -hydroxy- ⁇ - butyrolactone derivative 2 ”). Offer.
  • the present invention further provides the following formula (6d):
  • R b 2 are the same or different and each represents a hydrocarbon group or a heterocyclic group
  • R ⁇ RR e are the same or different and are each a hydrogen atom or an organic group.
  • R ⁇ R d, R May combine with each other to form a ring with adjacent carbon atoms or carbon-carbon bonds.
  • ⁇ -hydroxy ⁇ -petit mouth rataton derivative represented by the following formula (hereinafter sometimes referred to as “ ⁇ - hydroxy- ⁇ -butyrolactone derivative 3”).
  • the present invention further provides the following formula (8)
  • R a 3, R b 3 are the same or different, a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group, R a 3, and R b 3 is bonded to each other, the carbon adjacent original R ⁇ R d and R e may be the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group, and R E , R d and R are bonded to each other and May form a ring together with a carbon atom or a carbon-carbon bond, wherein R s represents a hydrogen atom or a methyl group) ⁇ - (meth) acryloyloxy 7 petit-mouth lactone derivative is provided.
  • the present invention also provides the following formula (9)
  • R ′ 3 and R b 3 are the same or different and each represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group, and R ′ 3 and R b3 are bonded to each other to form an indirect carbon atom.
  • R ⁇ R d and R ' are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group, and R e , R d and R s are bonded to each other and are adjacent to each other.
  • a ring may be formed together with a carbon atom or a carbon-carbon bond; R 'represents a hydrogen atom or a methyl group
  • the present invention further provides a photosensitive resin composition containing the above polymer and a photoacid generator.
  • the present invention further provides the following formula (10)
  • R represents a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group
  • R a , R R d and R ' are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group
  • R', R d and R e are bonded to each other to form an adjacent carbon atom Or may form a ring with a carbon-carbon bond
  • the bridged ring hydrocarbon group may be a bicyclic or tricyclic bridged ring hydrocarbon group.
  • the akamantan ring, the perhydroindene ring, the decalin ring, the perhydrofluorofluorene ring, the parahydroanthracene ring, the parahydrophenanthrene ring, and Licyclo [5.2. 1. 0 2 ' 6 ] Includes decane ring, perhydro-acenaphthene ring, para-hydrophenalene ring, norbornane ring, norbornene ring and the like.
  • the present invention is et in the presence of molecular oxygen, the formula (1) I Mi de compound represented by a catalyst, (A1 2) the following formula (2a)
  • R ′ and Ri are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.
  • C R ⁇ may be bonded to each other to form a ring together with an adjacent carbon atom.
  • R d and R e are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group
  • Y represents an electron-withdrawing group.
  • R d and R ⁇ Y are bonded to each other to form an adjacent carbon atom Or may form a ring with a carbon-carbon bond
  • active olefins represented by the following formula (U)
  • an imido compound represented by the formula (1) is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen, and (A13) the following formula (12)
  • R k , R m , and R n are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group.
  • R ra and R n are bonded to each other to form two adjacent acids shown in the formula.
  • a ring may be formed together with an element atom and a carbon atom.
  • R °, R ⁇ R 11 are the same or different and are each an organic group.
  • At least one type of hydroxy compound selected from the group consisting of: an amide compound represented by the formula (1) in the presence of molecular oxygen; (A31) a compound having a methine carbon atom represented by the above formula (14), and (B14) a compound of the following formula (3b)
  • R e and R d are the same or different and each represent a hydrogen atom or an organic group
  • Y represents an electron-withdrawing group.
  • R e , R d and Y are bonded to each other to form an adjacent carbon May form a ring with an atom or a carbon-carbon bond
  • the present invention also provides (A31) a compound having a methine carbon atom represented by the above formula (14), wherein the imido compound represented by the above formula (1) is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen.
  • (B15) The following equation (3c)
  • R represents a hydrogen atom or an organic group
  • Y represents an electron-withdrawing group
  • R D l, R p R Q l are the same or different and are each an organic group.
  • R ° 2 and R v R q 2 are the same or different and represent an organic group.
  • R ° 2 , R p 2 and R q 2 are bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms. May be)
  • a coupling product represented by the following formula can be obtained.
  • a metal compound is used as a cocatalyst in the above-described method for producing an organic compound, a method for producing an ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyrolactone derivative, a method for producing a conjugated unsaturated compound, and a method for producing a compound having an electron-withdrawing group. be able to.
  • organic group in the present specification means not only a group containing a carbon atom but also a group containing a nonmetallic atom such as a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, a nitro group, and a sulfonic acid group. Used in a broad sense, including groups. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the halogen atom among the substituents R 1 and R 2 includes iodine, bromine, chlorine and fluorine.
  • Alkyl groups include, for example, about 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexinole, heptyl, octyl, and decyl groups.
  • alkyl group examples include a lower alkyl group having about 1 to 6 carbon atoms, particularly about 1 to 4 carbon atoms.
  • the aryl group includes phenyl and naphthyl groups, and the cycloalkyl group includes cyclopentyl and cyclohexyl groups.
  • Alkoxy groups include, for example, about 1 to 10 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, t-butoxy, pentinoleoxy, and hexyloxy groups. Includes a lower alkoxy group having about 1 to 6 carbon atoms, particularly about 1 to 4 carbon atoms.
  • Alkoxycarbonyl groups include, for example, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, isopropoxycarbonyl, butoxycanoleponyl, isobutoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, pentyloxycarbonyl, hexyl
  • Alkoxycarbonyl groups such as alkoxycarbonyl groups include alkoxycarbonyl groups having about 1 to 10 carbon atoms.
  • Preferred alkoxycarbonyl groups include lower alkoxycarbonyl groups having about 1 to 6, particularly about 1 to 4, carbon atoms in the alkoxy moiety.
  • acryl group examples include acryl groups having about 1 to 6 carbon atoms, such as formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, phenolyl, phenolyl, and valylyl groups.
  • R 1 and R 2 may be the same or different.
  • R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a double bond or a ring having an aromatic or non-aromatic attribute.
  • the preferred aromatic or non-aromatic ring is a 5- to 12-membered ring, particularly about a 6- to 10-membered ring, and may be a heterocyclic ring or a fused heterocyclic ring, but is often a hydrocarbon ring. .
  • Such a ring includes, for example, a non-aromatic alicyclic ring (having a substituent such as a cycloalkane ring which may have a substituent such as a cyclohexane ring and a cyclohexene ring).
  • An optionally substituted cycloalkene ring a non-aromatic bridged ring (eg, a bridged hydrocarbon ring which may have a substituent such as a 5-norbornene ring), a benzene ring, a substituent such as a naphthalene ring May have Aromatic rings (including fused rings) are included.
  • the ring is often composed of an aromatic ring.
  • the ring has a substituent such as an alkyl group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, and a halogen atom.
  • a substituent such as an alkyl group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, and a halogen atom.
  • X represents an oxygen atom or a hydroxyl group
  • the bond between the nitrogen atom N and X is a single bond or a double bond.
  • the RR or a double bond formed by bonding R 1 and R 2 to each other or an aromatic or non-aromatic ring includes an N-substituted cyclic imine represented by the above formula (1). And one or two further groups may be bonded.
  • R 1 or R 2 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms
  • the N-substituted cyclic imido group may be formed to include two adjacent carbon atoms constituting the alkyl group.
  • the N-substituted cyclic imido group may be formed to include the double bond.
  • N- group includes two adjacent carbon atoms constituting the ring.
  • a substituted cyclic imido group may be formed.
  • Preferred imido compounds include those represented by the following formula:
  • R 3 to R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a nitro group, a cyano group
  • R 3 to R 6 may be such that adjacent groups may be bonded to each other to form an aromatic or non-aromatic ring.
  • A represents a methylene group or an oxygen atom RR 2 is the same as described above
  • the benzene ring of the formula (lc) further has one or two N-substituted cyclic imido groups represented by the formula (lc) (X is the same as described above.)
  • the alkyl group includes the same alkyl group as the above-described alkyl group, particularly an alkyl group having about 1 to 6 carbon atoms, and the haloalkyl group includes a trifluoromethyl group.
  • a haloalkyl group having about 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group includes the same alkoxy group as described above, particularly a lower alkoxy group having about 1 to 4 carbon atoms, and an alkoxycarbonyl group includes the same alkoxycarbonyl group as described above; In particular, it includes a lower alkoxycarbonyl group having about 1 to 4 carbon atoms in the alkoxy moiety.
  • acyl group examples include the same acyl groups as described above, particularly, those having about 1 to 6 carbon atoms, and examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, and bromine atoms.
  • the substituents R 3 to R 6 are usually a hydrogen atom, a lower alkyl group having about 1 to 4 carbon atoms, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a halogen atom in many cases.
  • R 3 -R 6 is the same as the ring formed by bonding R 1 and R 2 to each other, and is particularly preferably an aromatic or non-aromatic 5- to 12-membered ring. Rings are preferred.
  • preferred imid compounds include, for example, N-hydroxyconodic acid imid, N-hydroxymaleic acid imid, N-hydroxyhexyhydrophthalic acid imid, N, N'-Dihydroxycyclohexanetetracarboxylic acid imide, N-Hydroxyphthalic acid imide, N-Hydroxycyte trabromophthalic acid imid, N-Hydroxytetrachlorophthalic acid imid N, hydroxyimidic acid imid, N--hydroxytrimic acid imid, N--hydroxytrimeric imidic acid, N,-dihydroxypiromerite Acid imid, ⁇ , ⁇ ; —dihydroxy naphthalene terephthalic acid rubonic acid imid.
  • the imido compound represented by the formula (1) is converted into a conventional imidization reaction, for example, by reacting the corresponding acid anhydride with hydroxylamin ⁇ 2 ⁇ to form an acid anhydride group. It can be prepared by a method of imidization via ring opening and closing.
  • the acid anhydride examples include saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic anhydrides such as succinic anhydride and maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and hexahydrophthalic anhydride (1,2— Saturated or unsaturated non-aromatic cyclic polycarboxylic anhydrides (cycloaliphatic) such as cyclohexanedicarboxylic anhydride) and 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic acid 1,2-anhydride
  • imide compounds are alicyclic polycarboxylic anhydrides or aromatic polycarboxylic anhydrides, especially N-hydroxy imide compounds derived from aromatic polycarboxylic anhydrides, For example, N-hydroxyphthalic acid imide is included.
  • One or more of the imide compounds represented by the formula (1) can be used.
  • the above-mentioned imid compound may be used in a form supported on a carrier.
  • a porous carrier such as activated carbon, zeolite, silica, silica-alumina, and bentonites is often used.
  • the amount of the imide compound to be used can be selected in a wide range.
  • the amount of the compound (A) capable of generating a stable radical and the radical-scavenging compound (B) can be determined based on 1 mole of the compound used in a smaller amount. 0.001 to 1 mol, preferably 0.001 to 0.5 mol, more preferably about 0.01 to 0.4 mol, and 0.05 to 0.3 mol. Often about 5 moles.
  • a metal compound may be used as a co-catalyst together with the imid compound.
  • the reaction rate and the selectivity of the reaction can be improved.
  • the metal element constituting the metal compound is not particularly limited, and may be any of the metal elements in Groups 1 to 15 of the periodic table. Note that, in this specification, boron B is also included in the metal element.
  • group 1 elements Li, Na, K, etc.
  • group 2 elements Mg, Ca, Sr, Ba, etc.
  • group 3 elements Sc, Lanthanide element, actinoide element, etc.
  • Group 4 element Ti, Zr, Hf, etc.
  • Group 5 element V, etc.
  • Group 6 element Group 6 element (Cr, Mo, W, etc.)
  • Group 7 element (Mn, etc.) Group 8 elements (Fe, Ru, etc.), Group 9 elements (Co, Rh, etc.), Group 10 elements (Ni, etc.) , Pd, Pt, etc.), Group 11 elements (Cu, etc.), Group 12 elements (Zn, etc.), Group 13 elements (B, A1, In, etc.), Group 14 elements (S, etc.) n, Pb, etc.) and
  • Preferred metal elements include transition metal elements (groups 3 to 12 elements of the periodic table). Of these, elements of the periodic table 5 to 11 are preferred, and elements of the groups 6, 7, and 9 are particularly preferred, and V, Mo, Co, and Mn are particularly preferred.
  • the valence of the metal element is not particularly limited, but is often about 0 to 6 valence.
  • the metal compound examples include simple substances, hydroxides, oxides (including complex oxides), halides (fluoride, chloride, bromide, iodide), and oxo acid salts (for example, nitrate) of the above metal elements. , Sulfates, phosphates, borates, carbonates, etc.), inorganic compounds such as oxo acids, isopoly acids, and heteropoly acids; organic acid salts (eg, acetate, propionate, cyanate, naphthenic acid) Organic compounds such as salts and stearate) and complexes.
  • the ligands constituting the complex include ⁇ H (hydroxy), alkoxy (eg, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy), acyl (eg, acetyl, propionyl), and alkoxycarbonyl ( main Toki Shikano repo sulfonyl, etc.
  • metal compounds include, for example, cobalt compounds, cobalt hydroxide, cobalt oxide, cobalt chloride, cobalt bromide, cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt phosphate, and the like.
  • inorganic compounds organic acid salts such as cobalt acetate, cobalt naphthenate, cobalt stearate; Examples thereof include divalent or trivalent cobalt compounds such as a complex such as bartoacetyl acetate.
  • vanadium compounds include inorganic compounds such as vanadium hydroxide, vanadium oxide, vanadium chloride, vanadyl chloride, vanadium sulfate, vanadyl sulfate, and sodium vanadate; vanadium cetyl acetate, Examples thereof include divalent to pentavalent vanadium compounds such as complexes of vanadyl acetyl acetate and the like.
  • molybdenum compounds include molybdenum hydroxide, molybdenum oxide, molybdenum chloride, molybdenum bromide, molybdenum sulfide, molybdic acid or its salt, linmolybdic acid or its salt, chemolybdic acid or its salt, etc.
  • Examples of the compound of another metal element include a compound corresponding to the above-described cobalt, vanadium, or molybdenum compound, etc.
  • the metal compound may be used alone or in combination of two kinds.
  • divalent metal compounds For example the use by combining a divalent cobalt compound) and trivalent metal compound (e.g., a trivalent cobalt compound) can and this to improve the yield and selectivity of the target compound.
  • the amount of the metal compound to be used is, for example, 0.0001 to 0.7 mol, preferably 0.0 mol, per 1 mol of the compound ( ⁇ ) or the compound ( ⁇ ) used in a smaller amount. 0 :! To about 0.5 mole, more preferably about 0.02 to 0.1 mole, and often about 0.05 to 0.05 mole.
  • the oxygen may be either molecular oxygen or nascent oxygen.
  • molecular oxygen pure oxygen may be used, or oxygen diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, argon, or carbon dioxide may be used. It is advantageous to use air in terms of economy and the like.
  • Oxygen may be used in an excess mole of the compound (A) or the compound (B) used in a smaller amount.
  • the radical generator used in the present invention may be used in a broad sense as long as it is a substance capable of generating a radical (> ⁇ ) at an oxygen atom bonded to a nitrogen atom of the imide compound.
  • radical generators include radical initiators such as halogens (iodine, bromine, chlorine, etc.) and peroxides; oxygen atom-containing gases such as carbon monoxide, nitrogen oxides, and sulfur oxides. (Oxidizing gas); electrode; peroxide precursor such as aldehyde, and the like.
  • the said metal compound can also be classified as a radical generator.
  • These radical generators can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the radical generator used may be a catalytic amount, but the radical generator may be used in excess of the compound ( ⁇ ) or the compound ( ⁇ ⁇ ), which is used in excess of the compound used in a smaller amount. May be used alone or in combination.
  • Compounds capable of generating stable radicals include (A 1) an oxygen atom-containing compound having a carbon-hydrogen bond at the adjacent position of an oxygen atom, ( ⁇ 2) a carbonyl group-containing compound, and (A3) a methine carbon atom.
  • Compounds containing a hydrocarbon group having an atom are included. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Further, these compounds may have various substituents as long as the reaction is not inhibited.
  • the compound ( ⁇ ) capable of generating a stable radical functions as a radical-donating compound in this reaction.
  • the oxygen atom-containing compound having a carbon-hydrogen bond at the position adjacent to the oxygen atom (A1) includes (A1-1) a primary or secondary alcohol, and (A1-2) a position adjacent to the oxygen atom. Ethers having a carbon-hydrogen bond at the same position, and acetals (including hemiacetals) having a carbon-hydrogen bond at the position adjacent to the (A 1-3) oxygen atom.
  • the primary or secondary alcohol (A1-1) includes a wide range of alcohols.
  • the alcohol may be a monohydric, dihydric or polyhydric alcohol.
  • Representative primary alcohols include methanol, ethanol, 1-prono, 0- nol, 1-butanol, 2-methino-l-pro-nonol, 1-pentano-l-ol, 1-hexano-l-l-ol , 1-octanol, 1-decanol, 1-hexadenol, 2-butene-l-ol, ethylene glycol, trimethylene glycol, hexamethylene glycol, pentaerythritol, etc.
  • a saturated or unsaturated aliphatic primary alcohol of about 30 (preferably 1 to 20 and more preferably 1 to 15); cyclopentyl methyl anolecol, cyclohexinole methyl alcohol, Saturated or unsaturated alicyclic primary alcohols such as hexylethyl alcohol; benzyl anolecol, 2-phenylethyl alcohol , 3 full E - Le - Le propyl alcohol, aromatic primary alcohols such as cinnamic alcohol; and the heterocyclic alcohols such as 2-hydroxycarboxylic methylpyridine.
  • Typical secondary alcohols include 2-propanol, s-butyl phenolic, 2-pentanole, 3-pentanole, 3,3-dimethinole, 2-butanol, 2-octanol, and 4-decanole.
  • saturated or unsaturated alicyclic secondary alcohol including ⁇ over cyclic secondary alcohols; 1 - phenylalanine ethanol, 1 - phenylene Norepurono ⁇ .
  • Aromatic secondary alcohols such as nonole, 1-phenylenemethinoleethanol, and dipheninolemethanol; heterocyclic secondary alcohols such as 1- (2-pyridyl) ethanol;
  • typical alcohols include 1-adamantan methanol, ⁇ -methinolone 1-adamanthamethanol, ⁇ -ethynorie 1-adamantan methanol, ⁇ -isopropyl-1 1-adamantan methanol, and 3—hydroxy- ⁇ - methinolone.
  • Preferred alcohols include secondary alcohols (eg, aliphatic secondary alcohols such as 2-propanol and s-butyl alcohol; 1-cyclohexyl, such as hexylethanol). family hydrocarbon group (e.g., d-alkyl, such as C 1 4 ⁇ aryl group) and non-aromatic carbocyclic group (e.g., C 3 - 1 including 5 cycloalkyl group or Shikuroa alkenyl group) and is attached Secondary alcohols; cyclopentanol, cyclohexanol, 2-adamantanol, etc., 3- to 15-membered alicyclic secondary alcohols; aromatics, such as 1-phenylethanol Secondary alcohols), and alcohols having the aforementioned bridged ring hydrocarbon groups.
  • family hydrocarbon group e.g., d-alkyl, such as C 1 4 ⁇ aryl group
  • non-aromatic carbocyclic group e.g., C 3
  • ether having a carbon-hydrogen bond at the position adjacent to the oxygen atom (A1-2) examples include, for example, dimethyl ether, dimethyl ether, dipropyl ether, diisopropinoleatenole, dibutinoleonetenolate, methinoletinoleete — Aliphatic ethers such as ter, methylbutynol ether, ethyl butyl ether, diaryl ether, methyl vinyl ether, and ethyl aryl ether; aromatic ethers such as aesoneol, phenyl, dibenzyl ether, phenyl benzyl ether Cyclic ethers such as tetrahydrofuran;
  • Examples of the acetal (A1-3) having a carbon-hydrogen bond at the position adjacent to the oxygen atom include, for example, aldehydes derived from alcohols and acid anhydrides.
  • Examples of the acetal include cyclic acetal and acyclic acetal.
  • aldehyde examples include aliphatic aldehydes such as formaldehyde, acetate aldehyde, propion aldehyde, butyl aldehyde, isobutyl aldehyde, pentanal, hexanal, and decanol; cyclopentane; Alicyclic aldehydes such as carbaldehyde and cyclohexanecarbaldehyde; and aromatic aldehydes such as benzaldehyde and phenylacetaldehyde.
  • aliphatic aldehydes such as formaldehyde, acetate aldehyde, propion aldehyde, butyl aldehyde, isobutyl aldehyde, pentanal, hexanal, and decanol
  • cyclopentane Alicyclic aldehydes such as carbaldehyde and cyclohexanecarbaldehyde
  • Examples of the alcohol include: methanol, ethanol, monopropyl alcohol, 1-butanol, 1-butanol, benzinoleanol, and the like; monohydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, and 1,3. —Propanediol—2,2-Jib mouth 1,3 —propanediol and other divalent alcohols.
  • Examples of the carbonyl group-containing compound (A2) include linear ketones such as acetone, methylethyl ketone, 3-pentanone, and acetophenone; cyclic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone; biacetyl (2,3— Butanedione), 2,3-pentanedione, 3,4-hexanedione, bibenzoyl (benzyl), acetylbenzoyl, cyclopentane-1,2-dione, cyclohexane-1,1,2-dione, etc.
  • linear ketones such as acetone, methylethyl ketone, 3-pentanone, and acetophenone
  • cyclic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone
  • biacetyl 2,3— Butanedione
  • 2,3-pentanedione 2,3-pentanedione
  • 2-dicalponyl compounds eg, hygi ketones
  • ⁇ -keto alcohols such as acetate and benzoin
  • aliphatic aldehydes such as acetate aldehyde, propion aldehyde, butanal, and hexanal
  • cyclo Alicyclic aldehydes such as hexylaldehyde
  • aromatic aldehydes such as benzaldehyde
  • Preferred carbonyl group-containing compounds are linear ketones, 1,2-dicarbonyl compounds (such as ⁇ -diketones), and ketones such as polyketo alcohols.
  • the compound (A3) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom includes (A3-1) a cyclic compound containing a methine group (that is, a methine carbon-hydrogen bond) as a ring structural unit; 2) Includes chain compounds having a methine carbon atom.
  • the cyclic compound (A3-1) includes (A3-la) a bridged cyclic compound having at least one methine group, and a non-aromatic cyclic compound (A3-lb) having a hydrocarbon group bonded to the ring ( Alicyclic hydrocarbons, etc.).
  • the bridged cyclic compound also includes a compound in which two rings share two carbon atoms, for example, a hydrogenated product of a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon.
  • Examples of the cyclic compound (A3-la) include, for example, decalin, bicyclo [2.2.0] hexane, bicyclo [2.2.2] octane, bicyclo [3.2.1] octane, Bicyclo [4.3.2] dendecane, bisik Mouth [3.3.3] pendecane, ligong, karan, pinan, binene, bornan, volurylene, norbornane, norbornene, camphor, camphoric acid, camphene, trisik Ren, Application Benefits cyclo [5.2.3 1.0 3 'I decane, preparative Rishikuro [4.2.1 1.1 2' 5] decane, Ekiso Torishiku port [5.2.2 1.0 2 '6] decane , Endoto Rishikuro [5.2.2 1.0 2 '6] decane, Application Benefits cyclo [4.
  • Non-aromatic cyclic compounds (A3-lb) having a hydrocarbon group bonded to the ring include 1-methylcyclopentane, 1-methylcyclohexane, limonene, mentene, menthol, and carbomentone. Alicyclic carbons of about 3 to 15 members in which a hydrocarbon group having about 1 to 20 (preferably 1 to 10) carbon atoms (eg, an alkyl group) such as benzene or menton is bonded to a ring. Examples include hydrogen and its derivatives.
  • the non-aromatic cyclic compound having a hydrocarbon group bonded (A3 -lb) is 0 having a methine carbon atom at the bonding site between the ring and the hydrocarbon group
  • Examples of the chain compound having a methine carbon atom (A3-2) include chain hydrocarbons having a tertiary carbon atom, for example, isobutane, isopentane, isohexane, 3-methylpentane, Approximately 4 to 20 (preferably 4 to 10) carbon atoms such as 2,3-dimethyl / lebutane, 2-methylhexane, 3-methylinolehexane, 3,4-dimethylhexane, and 3-methyloctane Aliphatic hydrocarbons and derivatives thereof.
  • chain hydrocarbons having a tertiary carbon atom for example, isobutane, isopentane, isohexane, 3-methylpentane, Approximately 4 to 20 (preferably 4 to 10) carbon atoms such as 2,3-dimethyl / lebutane, 2-methylhexane, 3-methylinolehexane, 3,4-dimethylhexane, and 3-methyloctane Ali
  • the radical-scavenging compound (B) includes (B1) an unsaturated compound, (B2) a compound containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom, and (B3) a heteroatom-containing compound. These compounds may be used alone or in combination of two or more. In addition, these compounds are species as long as they do not inhibit the reaction. It may have various substituents.
  • the unsaturated compound (B 1) includes a wide range of compounds having an unsaturated bond.
  • examples of such a compound include an unsaturated compound having an electron withdrawing group at a position adjacent to a (Bl-1) carbon-carbon unsaturated bond [active unsaturated such as an active olefin (electron deficient olefin)].
  • Compound] (B 1-2) a compound having a carbon-carbon triple bond, (B 1-3) a compound having an aromatic ring, (B 1-4) ketene, (B 1-5) isocyanate Or a thiosinate compound.
  • Examples of the active unsaturated compound (B1-1) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropanol (meth) acrylate, and phenyl (meth) acrylate.
  • such as methyl crotonate, ethyl crotonate, 3-methyl-2-methyl butenoate, 3-methyl-12-ethyl butenoate, methyl 2-pentenoate, and methyl 2-octenoate , ⁇ -unsaturated esters; butyl methyl ketone, vinylethyl ketone, methyl-1-probe ketone, etc., / 3 —unsaturated ketones; ⁇ ,
  • 3 such as propenal, crotonaldehyde, etc.
  • Examples of the compound having a carbon-carbon triple bond include methylacetylene and 1-butyne.
  • Compounds having an aromatic ring include compounds having an aromatic carbon ring such as a benzene ring and a naphthalene ring; compounds having an aromatic heterocyclic ring such as a pyrrol ring, a furan ring and a thiophene ring.
  • Ketene (B1-4) includes ketene and 2-methylketene.
  • Examples of the isocyanate or thiocyanate compound (B1-5) include methyl isocyanate, ethyl cysinate, phenyl succinate, methyl thiosinate, ethyl thiocyanate and phenyl thiosinate. Is included.
  • Examples of the compound (B2) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom include the compounds exemplified as (A3) above. In the reaction, the same compound may be used as the compound (A3) and the compound (B2).
  • the heteroatom-containing compound (B2) includes (B2-1) a compound having a zeo atom, (B2-2) a compound having a nitrogen atom, (B2-3) a compound having a phosphorus atom, and (B2-4) ) Compounds having an oxygen atom are included.
  • Examples of the compound having a zeo atom (B2-1) include sulfides and thiols.
  • As the compound having a nitrogen atom (B2-2) for example, amines and the like can be mentioned.
  • Examples of the compound having a phosphorus atom (B2-3) include phosphites. Examples of the compound having an oxygen atom (B2-4) include N-oxides.
  • the compound (B) is selected from the above (B1) and (B3). Using a radical scavenging compound. Examples of the 1,2-dicarbonyl compound include the 1,2-dicarbonyl compounds ( ⁇ -diketones and the like) exemplified as the carbonyl group-containing compound (A2).
  • hydroxy reduction of 1,2-dicarbonyl compounds there may be mentioned the monoalkanols exemplified as the carbonyl group-containing compound (A2) and the vicinal diols exemplified as the primary or secondary alcohol (A1-1). included.
  • the reaction between the compound (A) capable of forming a stable radical and the radical-scavenging compound (B) is usually performed in an organic solvent.
  • the organic solvent include organic acids such as acetic acid and propionic acid; nitriles such as acetonitril, propionitrile and benzonitrile; formamide, acetoamide, and dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide, and other amides; hexane, octane, and other aliphatic hydrocarbons; chloroform, dichloromethane, dichloroethane, carbon tetrachloride, carbon benzene, trifluoromethylbenzene, etc.
  • Halogenated hydrocarbons nitrous compounds such as benzene, nitromethane, nitroethane and the like; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; mixed solvents thereof.
  • a solvent include organic acids such as acetic acid and propionic
  • Organic acids such as acetic acid, acetic acid, nitriles such as acetonitril and benzonitrile, halogenated hydrocarbons such as trifluoromethylbenzene, and esters such as ethyl acetate are often used.
  • the ratio between the compound (A) capable of generating a stable radical and the radical-scavenging compound (B) can be appropriately selected depending on the type (price, reactivity) and combination of both compounds.
  • the compound (A) may be used in excess (for example, about 2 to 50 times by mole) with respect to the compound (B), and conversely, the compound (B) may be used in excess with respect to the compound (A). May be used.
  • the reaction temperature can be appropriately selected according to the type of the compound (A) and the compound (B), the type of the target product, and the like, and is, for example, 0 to 300 ° C., preferably 20 to 200 ° C. C, more preferably about 30 ° C .: about 50 ° C., and usually reacts at about 40 ° C. to 100 ° C. in many cases.
  • the reaction is carried out at normal pressure or under pressure When the reaction is carried out under pressure, it is usually 1 to 100 atm (for example, 1.5 to 80 atm), preferably about 2 to 70 atm.
  • the reaction time can be appropriately selected depending on the reaction temperature and pressure, for example, from a range of about 30 minutes to 48 hours.
  • the reaction can be carried out by a conventional method such as a batch system, a semi-batch system, and a continuous system. After completion of the reaction, the reaction product is easily separated by a conventional method, for example, separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, or a combination of these. According to the method of the present invention, an addition or substitution reaction product is produced according to the combination of the compound (A) capable of producing a stable radical and the radical scavenging compound (B).
  • an oxygen atom-containing compound (A1) having a carbon-hydrogen bond adjacent to an oxygen atom is used as the compound (A), the unsaturated compound (B1 )), The methine carbon atom of the compound (B2) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom, or the heteroatom of the heteroatom-containing compound (B3).
  • an oxygen atom-containing compound (A1) having a carbon-hydrogen bond adjacent to an oxygen atom is used as the compound (A), the unsaturated compound (B1 )), The methine carbon atom of the compound (B2) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom, or the heteroatom of the heteroatom-containing compound (B3).
  • a carbonyl group-containing compound (A2) is used as the compound (A)
  • the bond between the carbonyl group and an atom adjacent to the carbonyl group is cleaved, and the carbonyl group is removed.
  • Atom group for example, an acyl group
  • Atom group containing the compound bonds to the above site of compound (Bl), (B2) or (B3) to give an addition or substitution reaction product.
  • a compound (A3) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom is used as the compound (A) capable of generating a stable radical
  • the methine carbon atom is converted into the compound (Bl), B2) or the corresponding addition or substitution reaction product bonded to the above site of (B3) Generate.
  • the addition reaction product is used when the compound (B2) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom is used.
  • Substitution reaction products eg, coupling products
  • a product in which the above addition or substitution reaction product is further oxidized may be produced.
  • an unsaturated compound (B 1) is used as the radical-scavenging compound (B) and the reaction is performed in the presence of oxygen, one of the two carbon atoms forming an unsaturated bond becomes As described above, a group derived from the compound (A) can be bonded, and a hydroxy group can be introduced to the other carbon atom.
  • the radical generator or oxygen acts on the imid compound to generate a radical at an oxygen atom bonded to the nitrogen atom of the imid compound
  • Abstracts hydrogen from the compound (A) and among the compounds (A), the compound (A1) becomes a carbon atom adjacent to an oxygen atom, the compound (A2) becomes a carbonyl carbon atom, and the compound (A3)
  • radicals are generated at the methine carbon atom, which attack the unsaturated bond forming atom, methine carbon atom or hetero atom of the compound (B), and then, depending on conditions, the above oxidation proceeds It is presumed.
  • a dehydration reaction, a cyclization reaction, a decarboxylation reaction, A rearrangement reaction, an isomerization reaction, or the like may proceed to produce a corresponding organic compound.
  • the reaction between the compound (A) capable of generating a stable radical and the radical-scavenging compound (B) is preferably carried out under the condition that a so-called polymerization inhibitor (such as hydroquinone) is as small as possible.
  • a so-called polymerization inhibitor such as hydroquinone
  • the amount of the polymerization inhibitor is preferably l ppm or less, more preferably lOO ppm or less. When the amount of the polymerization inhibitor exceeds 100 ppm, the reaction rate is reduced, and it becomes necessary to use a large amount of the imide compound and the cocatalyst represented by the formula (1). There are cases.
  • the (B1) unsaturated compound or the like which is sold with a polymerization inhibitor added thereto, be subjected to the reaction after removing the polymerization inhibitor by distillation or the like. This applies to any reaction in which the compound (A) is reacted with the compound (B) in the presence of the imid compound.
  • the following various organic compounds can be obtained by reacting the compound (A) capable of generating a stable radical and the radical-scavenging compound (B) in an appropriate combination.
  • R a is an organic group in R b, any organic group UNA I does not inhibit the reaction (e.g., non-reactive organic groups under the reaction conditions in the process)
  • any organic group UNA I does not inhibit the reaction (e.g., non-reactive organic groups under the reaction conditions in the process)
  • a hydrocarbon group, a heterocyclic group and the like can be mentioned.
  • the hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group include methyl, ethyl, propynole, isopropynole, butyl, isobutynole, s-butyl, t-Butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, aryl, etc., having a carbon number of 1 to 20 (preferably 1 to 10 and more preferably 1 to 6).
  • a branched aliphatic hydrocarbon group an alkyl group, an alkyl group, and an alkynyl group).
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group include, for example, those having 3 to 20 carbon atoms such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentinole, cyclohexinole, cyclohexeninole, cyclohexyl, cyclodecyl and cyclododecyl groups.
  • Examples of the bridged ring hydrocarbon group include a 2 to 4 ring bridged ring hydrocarbon group, and among them, a 2 or 3 ring bridged ring hydrocarbon group is preferable.
  • bridged ring in the above-mentioned bridged ring hydrocarbon group include, for example, an adamantane ring, a parahydroindene ring, a decalin ring, a parahydrofluorofluorene ring, a perhidroanthracene ring, and a parahidrophene.
  • Nthrene ring tricyclo [5.2.1.0 2 ' 6 ] decane ring, no. —Hydroacenaphthene ring, perhydrophenalen ring, norbornane ring, norbornene ring and the like.
  • the bond site of the bridged ring hydrocarbon group to the carbon atom to which the hydroxyl group in the formula is bonded may be any of the carbon atoms constituting the bridged ring, but is preferably a bridgehead position ( Carbon atom at the bonding position).
  • aromatic hydrocarbon group examples include aromatic hydrocarbon groups having about 6 to 14 carbon atoms, such as phenyl and naphthyl groups.
  • hydrocarbon groups are protected by various substituents, for example, a halogen atom (a fluorine, chlorine, bromine, or iodine atom), an oxo group, a hydroxyl group which may be protected by a protecting group, or a protecting group.
  • a halogen atom a fluorine, chlorine, bromine, or iodine atom
  • an oxo group a hydroxyl group which may be protected by a protecting group, or a protecting group.
  • Hydroxymethyl which may be A group, an amino group optionally protected by a protecting group, a carboxyl group optionally protected by a protecting group, a substituted oxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted carbamoyl group, a nitro group, an acyl group, a cyano group, It may have an alkyl group (for example, a C ⁇ 4 alkyl group such as a methyl or ethyl group), a cycloalkyl group, an aryl group (for example, a phenyl or naphthyl group), a heterocyclic group, or the like.
  • the protecting group a protecting group commonly used in the field of organic synthesis can be used.
  • Examples of the protecting group for the hydroxyl group and the hydroxymethyl group include a conventional protecting group, for example, an alkyl group (for example, a d- 4 alkyl group such as methyl and t-butyl group), an alkenyl group (for example, aryl) A cycloalkyl group (for example, a cyclohexyl group), an aryl group (for example, a 2,4-dinitrophenyl group), an aralkyl group (for example, benzinole, 2,6-dichlorobenzyl group).
  • an alkyl group for example, a d- 4 alkyl group such as methyl and t-butyl group
  • an alkenyl group for example, aryl
  • a cycloalkyl group for example, a cyclohexyl group
  • an aryl group for example, a 2,4-dinitrophenyl group
  • an aralkyl group for example, benzino
  • Substituted methyl group for example, methoxymethyl, methylthiomethyl, benzyloxymethyl, t-butoxymethyl, 2-methoxyethoxymethyl, etc.
  • substituted ethyl groups eg, 1-ethoxyl, 1-methyl_1-methoxyl, 1-isopropoxyl, 2,2,2-trichloroethyl
  • 1-hydroxyalkyl group for example, 1-hydroxyl, 1-hydroxyhexyl, 1-hydroxydecyl, 1-hydroxyhexadecyl group, etc.
  • Preferred hydroxy-protecting groups include d- 4 alkyl groups; groups capable of forming an acetal or hemiacetal group with a hydroxyxyl group such as a substituted methyl group, a substituted ethyl group, or a 1-hydroxyalkyl group; Ashiru groups, C I 4 alkoxy - carbonyl group, a substituted or unsubstituted force Rubamoiru group, substituted silyl group, and the like divalent hydrocarbon group which may have a substituent.
  • amino-protecting group examples include the alkyl, aralkyl, acyl, alkoxycarbonyl, aralkyloxycarbonyl, and dialkylphosphinothioyl groups exemplified as the protecting group for the hydroxyl group. And a diarylphosphinothioyl group.
  • Preferred amino protecting groups include a 4- alkyl group, a d-6 aliphatic acyl group, an aromatic acyl group, a C-alkoxy-carboxy group and the like.
  • a protecting group of the carboxyl group for example, alkoxy groups (e.g., main butoxy, et butoxy, etc.
  • C doctor 6 alkoxy group such as butoxy
  • cycloalkyl O alkoxy group ⁇ Li one Ruokishi group
  • a phenoxy group and the like an aralkyloxy group (for example, a benzyloxy group), a trialkylsilyloxy group (for example, a trimethylsilyloxy group), an amino group which may have a substituent (for example, Amino group; mono- or di-C 6 alkylamino group such as methylamino group, dimethylamino group, etc.), hydrazino group, alkoxycarbonylhydrazino group, aralkyloxycarbonylhydrazino group and the like.
  • Preferred carboxyl group-protecting groups include d- 6 alkoxy groups (particularly d- 4 alkoxy groups)
  • the heterocyclic ring constituting the heterocyclic group in R ⁇ Rb includes an aromatic heterocyclic ring and a non-aromatic heterocyclic ring.
  • a heterocyclic ring include a heterocyclic ring containing an oxygen atom as a hetero atom (for example, a 5-membered ring such as furan, tetrahydrofuran, oxazole, and isooxazole, and 4-oxo-14H— 6-membered ring of pyran, tetrahydropyran, morpholine, etc., benzofuran, isobenzofuran, fused ring of 4-oxo-14H-chromene, chroman, isochroman, etc.), and ⁇ atom as a hetero atom Heterocycle (for example, 5-membered ring such as thiophene, thiazolyl, isothiazole, and thiadiazole, 6-membered ring such as 4-oxo-14H-thi
  • heterocyclic groups may have a substituent (for example, the same group as the substituent which the hydrocarbon group may have).
  • Non-aromatic carbons of about 3 to 20 members such as clodecane, cyclododecane ring, decalin ring and adamantane ring Ring (cycloalkane ring, cycloalkene ring, bridged carbon ring) and the like.
  • These ⁇ may have a substituent (for example, the same group as the substituent which the hydrocarbon group may have), and may have another ring (a non-aromatic ring or an aromatic ring). May be condensed.
  • R a hydrogen atom; methyl, Echiru, propyl, i Sopuro pills, C 4 alkyl group such as butyl, Ru include such C 6 1 4 Ariru group.
  • Preferred R b is a hydrogen atom, C 2.
  • Aliphatic hydrocarbon group (methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl group, etc .; especially C 10 alkyl group), alicyclic hydrocarbon group (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, 0 3, such as cyclohexenyl group cycloheteroalkyl - 1 5 cycloalkyl group or consequent Roarukeniru group; bridged cyclic hydrocarbon group), and the like.
  • R a is also preferable to form a non-aromatic carbocyclic ring of about 3 to 1 5-membered together with the carbon atom to which R b is adjacent bonded to each other (especially 5-8 membered).
  • Examples of the alcohol represented by the formula (2) include the alcohols exemplified as the primary alcohol and the secondary alcohol (A1-1).
  • Preferred alcohols include secondary alcohols (eg, aliphatic secondary alcohols such as 2-propanol and s-butyl alcohol; 1-cyclohexyl alcohols such as hexylethanol). family hydrocarbon group (e.g., d-4 alkyl group, C 6 - 1 4 etc. Ariru group) and non-aromatic carbocyclic group (e.g., C 3 - 1 including 5 cycloalkyl group or Shikuroa alkenyl group) and is Attached secondary alcohol; cyclopentanol, cyclohexanol, 2-adamantanol, etc. 3- to 15-membered alicyclic secondary alcohol; aromatic secondary such as 1-phenylethanol, etc. Lower alcohols), and alcohols wherein Rb is a bridged ring hydrocarbon group.
  • R c , R d , and the organic groups are organic groups that do not inhibit the present reaction (for example, non-reactive under the reaction conditions in the present method).
  • Organic groups for example, a halogen atom, a hydrocarbon group, a heterocyclic group, a substituted oxycarbonyl group (alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, cycloalkyl group) Carbonyl group), carboxyl group, substituted or unsubstituted rubamoyl group (N-substituted or unsubstituted amide group), cyano group, nitro group, sulfuric acid group (sulfonic acid group, sulfinic acid group) , Sulfuric acid ester group (sulfonic acid ester group, sulfinic acid ester group), acyl group, hydroxyyl group, alkoxy group, N-substitute
  • Examples of the halogen atom include a fluorine, chlorine, bromine and iodine atom.
  • the hydrocarbon group include the groups exemplified as the hydrocarbon group for R a and R b , and these hydrocarbon groups have the above substituents. It may be.
  • Preferred hydrocarbon groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, bier, and aryl groups having about 1 to 6 carbon atoms (particularly about 1 to 4 carbon atoms).
  • Linear or branched aliphatic hydrocarbon groups (alkyl, alkenyl, and alkynyl groups); aromatic hydrocarbon groups having about 6 to 14 carbon atoms, such as phenyl and naphthyl; Cycloalkyl group: Includes haloalkyl groups having about 1 to 6 carbon atoms (particularly, about 1 to 4 carbon atoms) such as trifluoromethyl group.
  • heterocyclic group examples include the groups exemplified as the heterocyclic group for R a and R b , and these heterocyclic groups may have the substituent. Les ,.
  • Alkoxycarbonyl group for example, main Tokishikarubo - included such Le group - le, et butoxycarbonyl, propoxycarbonyl, isopropoxycarbonyl carboxymethyl sulfonyl, butoxycarbonyl, t - butoxy C i-6 ⁇ such carbonyl groups alkoxy - carbonitrile .
  • the aryloxycarbonyl group includes, for example, a phenyloxycarbonyl group and the like, and the aralkyloxycarbonyl group includes, for example, a benzyloxycarbonyl group.
  • the cycloalkyloxycarbonyl group include a cyclopentyloxycarbonyl group and a cyclohexyloxycarbonyl group.
  • Examples of the substituting rubamoyl group include an N-methylcarbamoyl group and an N, N-dimethylcarbamoyl group.
  • the sulfonic acid ester group, methyl sulfonic acid, sulfonic acid C, such as sulfonic acid Echiru groups - such as 4 Al kill ester groups are included.
  • Examples of the sulfinate ester group include a sulfinate C 4 alkyl ester group such as a methyl sulfinate and an ethyl sulfinate group.
  • Examples of the acyl group include aliphatic acetyl groups such as acetyl and propionyl groups (for example, C aliphatic acryl group).
  • an aromatic acyl group such as a benzoyl group.
  • alkoxy group include alkoxy groups having about 1 to 6 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, propoxy, and butoxy groups.
  • the N-substituted amino group includes, for example, N, N-dimethylamino, N, N-getylamino, piperidino group and the like.
  • R e, R d, the R ' is a hydrogen atom, a hydrocarbon group [e.g., (particularly C aliphatic hydrocarbon group) aliphatic hydrocarbon group, C 6 - (such as phenyl group) 14 Ari group, a cycloalkyl group (such as 3 to about 8 membered Shikuroa alkyl group), a haloalkyl group (e.g., C physician 6 haloalkyl group such as Application Benefits Furuoromechiru groups, especially C I 4 haloalkyl group), etc.], a heterocyclic group, a substituted Okishikarubo -Carbyl group (for example, C, -alkoxy-carboxy group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, cycloalkyloxycarbonyl group), carboxyl group, substituted or unsubstituted rubamoyl Group, cyano group, nitro group, sulfuric acid group,
  • R e especially preferred groups as the R d is a hydrogen atom, (particularly 4 aliphatic hydrocarbon groups) aliphatic hydrocarbon group, C 6 - 14 (such as a phenyl group) ⁇ aryl group, a cycloalkyl group (3 A cycloalkyl group of about 8 to about 8 members), a haloalkyl group (eg, a C ⁇ 6 group such as a trifluoromethyl group, an alkyl group, particularly a C 4 haloalkyl group), and a substituted oxycarbyl group (eg, a C 4 haloalkyl group).
  • R 6 alkoxy monocarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, cycloalkyloxycarbonyl group, etc.
  • Particularly preferred R 6 includes a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group (particularly, a d- 4 aliphatic hydrocarbon group, and the like).
  • R c , R d , R e (R c and R d , R c and R e , R d and R e , or R c and R d and R e ) are bonded to each other and are adjacent carbon atoms or carbon-carbon Formed with bonding
  • the ring include a 3- to 20-membered alicyclic carbocycle (cyclo) such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclohexane, cyclohexene, cyclooctane, and cyclooctane. Alkane ring, cycloalkene ring, etc.). These rings may have a substituent, and other rings (non-aromatic rings or aromatic rings) may be condensed.
  • Examples of the electron-withdrawing group Y include alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl groups; aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl groups; acyl groups such as formyl, acetinol, propionyl, and benzoyl groups.
  • Aryl group a alkenyl group such as vinyl, 1-propenyl and ethynyl group or a 1-alkynyl group.
  • At least one of R ⁇ R d and R e and Y may be bonded to each other to form a ring with an adjacent carbon atom or carbon-carbon bond, such as a cyclopentadiene ring or a pyrrole ring , A furan ring and a thiophene ring.
  • active olefins represented by the formula (3) include the compounds exemplified as the active unsaturated compound (B1-1).
  • reaction between the alcohol represented by the formula (2) and the active olefin represented by the formula (3) can be carried out according to the method described for the reaction between the compound ( ⁇ ) and the compound ( ⁇ ).
  • the 1-hydroxyalkyl radical corresponding to the alcohol represented by the formula (2) formed in the system is converted into an active oligomer represented by the formula (3).
  • the formula (4) It is presumed that 1,3-dihydroxy compounds represented by) are formed.
  • is an ester group such as an alkoxycarbonyl group, an aryloxy carbinole group, or a carboxyl group, as described later
  • the cyclization reaction proceeds further in the system, and a furanone derivative ( ⁇ -hide mouth xy- ⁇ - butyrolactone derivative) represented by the formula (6) can be produced.
  • the yield of the furanone derivative can be improved, for example, by adjusting the type and amount of the co-catalyst or by further aging after the addition reaction (or further oxidation reaction).
  • the reaction temperature during this ripening period is often set higher than the reaction temperature of the addition reaction.
  • the furanone derivative can also be produced by isolating the compound represented by the formula (4), for example, dissolving the compound in a solvent and heating as necessary.
  • the solvent is not particularly limited, and includes, in addition to the solvents described below, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; ketones such as acetone and cyclohexanone; Ethers such as mono-ter and tetrahydrofuran; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol can be used.
  • the reaction temperature in this case is, for example, about 0 to 150 ° C, preferably about 30 to 100 ° C.
  • the imid compound represented by the formula (1) is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen to produce the compound represented by the formula (2). Is reacted with an alcohol represented by the formula (5) and an [3-] unsaturated carboxylic acid derivative to obtain an ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyrate represented by the formula (6). This produces lactone derivatives.
  • the same alcohol as used in the production of the 1,3-dihydroxy compound can be used.
  • R e , R d and R in the above formula (5) This is the same as R ⁇ R d and R e in the above equation (3).
  • the organic group for R f include an organic group that does not inhibit the reaction (for example, an organic group that is not reactive under the reaction conditions in the present method), for example, a hydrocarbon group, a heterocyclic group, and the like. .
  • At least one of R c and R d is a haloalkyl group, a substituted oxyl group, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted rubamoyl group, a cyano group, a nitro group, a sulfuric acid group, a sulfuric acid ester group, etc.
  • the compound is an electron-withdrawing organic group, the ⁇ -hydroxy_y-butyrolactone derivative as a target product can be obtained with a particularly high yield.
  • R f is often a hydrogen atom or a hydrocarbon group, for example, d primary alkyl group (especially C 4 alkyl group), C 2 - 6 alkenyl (especially C 2 one 4 alkenyl group), c Ariru group such as It is preferred that
  • Representative examples of the ⁇ , / 3-unsaturated carboxylic acid derivative represented by the formula (5) include, for example, (meth) acrylic acid; (meth) methyl acrylate, (meth) acrylic acid Ethyl acid, (meth) acrylic acid ester such as isopropyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate; crotonic acid; methyl crotonate, crotonic acid Crotonates such as ethyl; 3-me Tyl—2-butenoic acid; 3-methyl-2-methyl butenoate, 3-methyl—
  • 2-Methyl-2-butenoate such as 2-butenoic acid; 2-pentenoic acid: 2-pentenoic acid methinolate, 2-pentenoic acid ester such as 2-pentenoic acid; 2-octenoic acid; 2- 2-octenoic acid esters such as methyl octanoate and 2-ethyl ethatenate; cinnamic acid; cinnamic acid esters such as methyl cinnamate and ethyl cinnamate; 4,4,4-trifluoro-2-butenoic acid; 4,4,4, Trifluoro-2-ol methyl 2-butenoate, 4,4,4-Triethyl-2-butenoate, etc.
  • the ratio of the alcohol represented by the formula (2) to the ⁇ , 0-unsaturated carboxylic acid derivative represented by the formula (5) is appropriately determined depending on the type (price, reactivity) and combination of both compounds. You can choose.
  • the alcohol may be used in excess of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid derivative (for example, about 2 to 50 times by mole), and conversely, It may be used in excess.
  • the reaction proceeds smoothly even under relatively mild conditions.
  • the reaction temperature can be appropriately selected according to the type of the alcohol compound and the ⁇ ,] 3-unsaturated carboxylic acid derivative, for example, 0 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C. ° C.
  • the reaction should be carried out at normal pressure or under pressure When the reaction is carried out under pressure, it is usually 1 to 100 atm (for example, 1.5 to 80 atm), preferably about 2 to 70 atm.
  • the reaction time can be appropriately selected, for example, from a range of about 30 minutes to 48 hours according to the reaction temperature and pressure.
  • the reaction can be carried out in the presence of molecular oxygen or in the flow of molecular oxygen by a conventional method such as a batch system, a semi-batch system, or a continuous system.
  • ⁇ , y-dihydroxycarboxylic acid derivative (a kind of the compound represented by the formula (4)) represented by the formula (1) is generated.
  • 1-hydroxyalkyl radical corresponding to the alcohol represented by the formula (2) produced in the system is converted to an ⁇ , / 3-unsaturated carboxylic acid derivative represented by the formula (5) It is presumed that they are formed by attacking the / 3 position of and adding to the radical generated at the ⁇ position by the addition of oxygen. And the generated expression
  • reaction product is easily separated by a conventional method, for example, separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, or a combination thereof. Can be separated and purified.
  • separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, or a combination thereof. Can be separated and purified.
  • the ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -petit mouth lactone derivative is obtained by isolating the ⁇ , ⁇ -dihydroxycarboxylic acid derivative represented by the formula (21) and dissolving it in a solvent, for example, It can also be produced by heating if necessary.
  • Heat Dorokishi gamma - - alpha represented by the formula (6b) of the present invention butyrate port Lac tons derivatives, the alpha - fats in the preparation of Puchiroraku tons derivatives, corresponding to the starting alcohol - heat Dorokishi one gamma It can be produced by using a cyclic alcohol, that is, an alcohol in which R ′ and Rb are bonded to each other to form a non-aromatic carbon ring together with adjacent carbon atoms.
  • ring A represents a non-aromatic carbocyclic ring.
  • Non-aromatic carbon rings include 3 to 2 such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclohexane, cyclohexene, cyclooctane, cyclodecane, cyclododecane and adamantane rings.
  • rings substituents e.g., halogen atom, C physician 4 alkyl group such as methyl group, arsenate Dorokishiru groups, C I 4 alkoxy group such as a main butoxy group, Okiso group
  • Another ring non-aromatic ring or aromatic ring
  • R e , R d , R the organic group, and preferred R and RR ° are the same as described above.
  • Representative examples of the compound represented by the formula (6b) include 3-hydroxy-2-oxo-1 1-oxaspiro [4.4] nonane, 3-hydroxy-13-methyl-1-2-oxo-1 1-Oxaspiro [4.4] Nonane, 4-ethoxycarbol- 3-Hydroxy-1-Oxo 1-Oxaspiro [4.4] Nonane, 3-Hydroxy-1 2-Oxo 1-Oxaspiro [4.5] ] Decane, 3-hydroxy-1- 3 -methyl-2-oxo-1- 1-oxaspiro [4.5] decane, 4-ethoxycarbonyl-2- 3-hydroxy-1-oxoxaspiro [4.5] decane, 3 —Hydroxy 2 —Oxo-1 1 —Oxaspiro [4.7] Dodecane.
  • the compound represented by the formula (6b) can be used as a raw material for pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals.
  • a compound having a hydrogen atom at the 3-position is introduced into an ester of carboxylic acid ((meth) acrylic acid, dicarboxylic acid, etc.)
  • the compound itself is alkali-insoluble, but is easily dissolved by an acid.
  • the rataton ring is eliminated as ⁇ , unsaturated lactone.
  • the lactone ring has hydrophilicity. Therefore, it is useful, for example, as a monomer of a resist resin (eg, an acrylic resin, polyester, or the like) having excellent releasability and adhesion to a substrate, or a raw material thereof.
  • a resist resin eg, an acrylic resin, polyester, or the like
  • Formula (6c) represented by ⁇ - arsenide Dorokishi in gamma of the present invention - Puchiroraku tons derivatives, wherein a - t Dorokishi - gamma preparation one Puchiroraku tons derivatives
  • an alcohol in which Ra and Rb are a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group is used as the alcohol represented by the formula (2), and ⁇ , / 3 represented by the formula ( 5 ) is used.
  • —R as an unsaturated carboxylic acid derivative.
  • the hydrocarbon groups represented by R al and R bl , the heterocyclic groups, and the preferred R al and R bl are respectively the hydrocarbon groups exemplified in the aforementioned R a and R b And heterocyclic groups, and the groups exemplified as preferred R a and R b .
  • R d , the organic group to be used, and preferred R d and R e are the same as described above.
  • R ", R d and R e may be bonded to each other to form a ring together with an adjacent carbon atom or a carbon-carbon single bond, wherein the aforementioned R ⁇ R d and R 6 are bonded to each other and And a ring which may be formed together with a carbon atom or a carbon-carbon single bond.
  • R. 1 is an alkyl group, a substituted oxycarbonyl group, a cyano group or an aryl group. Specific examples of these groups include the groups exemplified above. Of these, preferred R el include C 6 haloalkyl groups such as trifluoromethyl group (especially C ⁇ 4 haloalkyl groups); C t-such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, and isopropoxycanoleboninole.
  • the ⁇ -hydroxyl-ptyrolactone derivative 2 is useful as a raw material for pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals.
  • R. I a substituted oxycarbonyl group or a cyano group, which has high hydrophilicity, so that the adhesion to the substrate can be greatly improved.
  • ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyral lactone derivative of the present invention represented by the formula (6d) is represented by the formula (2) in the method for producing a hydroxy-lactate lactone derivative. It can be produced by using an alcohol in which R 'is a hydrogen atom and Rb is a hydrocarbon group or a heterocyclic group.
  • the hydrocarbon group represented by R b 2 , the heterocyclic group, and the preferred R b 2 are preferably the hydrocarbon group exemplified by R b , the heterocyclic group, and the preferred It is the same as the group exemplified as R b .
  • R e , R d , an organic group in R e , and preferred RR d and typical examples of the same compound represented by the formula (6d) as described above include: a—hydroxy- ⁇ —Methylenol ⁇ —Butylolactone, ⁇ ; —Hydroxyl ⁇ , ⁇ —Dimethinole — ⁇ —Butylolactone, ⁇ echnolae ⁇ —Hydroxy ⁇ -Butylolactone, ⁇ —Hydroxyl ⁇ —Propinolate ⁇ —Butylolactone, ⁇ -butynole ⁇ -hydroxyl ⁇ -butyrolactone, ⁇ -hydroxy ⁇ -pentynoley ⁇ -butane, tyrolactone, ⁇ -hexinole ct-hydroxy ⁇ -butyrolactone, ⁇ -hydroxy Droxy- ⁇ -phenyno- ⁇ -but
  • This hydroxy ⁇ -butyral lactone derivative 3 can be used as a raw material for pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals. Further, among the derivatives, for example, a compound in which R d is a hydrogen atom is, for the same reason as described above, for example, a resist resin (for example, an acrylic resin) having excellent detachability and adhesion to a substrate. Useful as a monomer or a raw material thereof.
  • a resist resin for example, an acrylic resin
  • R e , R d and R e , and preferred R e , R d and R ′ are the same as described above.
  • ⁇ - (meth) acryloyloxy- ⁇ -butyrolactone derivatives represented by the formula (8) are represented by the above formulas (6b), (6c), and (6d).
  • ⁇ , ⁇ -trimethylol- ⁇ -butyrolactone ⁇ -hexylol-l-hydroxyl ⁇ -l-methylol — ⁇ -butyrolactone, — t- butyl, tinolate hydroxy— ⁇ -methynole- ⁇ -butyrolactone, acrylates and methacrylates.
  • the ⁇ - (meth) acryloyloxy ⁇ /-butyrolactone derivative represented by the formula (8) is (i) a method for producing the ⁇ - hydroxyl ⁇ /-butyrolactone derivative of the present invention, Hydroxy ⁇ -butyrolact obtained by using alcohols in which Ra and Rb are each a hydrogen atom, a hydrocarbon group or a heterocyclic group as the raw material alcohol represented by the formula (2).
  • emissions derivatives hereinafter sometimes referred to as "alpha - - arsenide Dorokishi ⁇ butyrolactone tons derivative 4"
  • accession acrylic acid, hydrochloric acid catalyst such as sulfuric acid, .rho.
  • toluene sulfonic acid (Iii) reacting the ⁇ -hydroxy-l-butyrolactone derivative 4 with (meth) acrylic acid halide in the presence of a base such as triethylamine; Up ⁇ - heat Dorokishi one gamma - and butyrolactone tons derivative 4 (meth) It can be produced by, for example, a method of transesterification with an acrylate ester in the presence of a transesterification catalyst. In the methods (i) and (ii), the reaction can be carried out under ordinary esterification conditions.
  • the transesterification reaction may be carried out using a conventional transesterification catalyst such as sodium alkoxide, aluminum alkoxide, titanate, etc. as the accession acrylic acid ester (meth) acrylate acrylic acid vinyl, (meth) acrylate acrylic acid propenyl - le such as (meth) Ata acrylic acid C 2 - with the like 4 alkenyl ester, and an ester exchange catalyst
  • a group 3 element compound of the periodic table for example, samarium compounds such as samarium iodide, samarium triflate, and samarium complex
  • the compound represented by the formula (8) can be obtained in high yield. Compound can be obtained.
  • the polymer having the structural unit represented by the formula (9) is a simple substance of the ⁇ - (meth) acryloyloxy- ⁇ -butyrolactone derivative represented by the formula (8).
  • a homopolymer may be used, or a copolymer of the ⁇ - (meth) atalyloyloxy- ⁇ -butyrolactone derivative and another copolymerizable monomer may be used.
  • Examples of the copolymerizable monomer include unsaturated carboxylic acids [(meth) atalylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, etc.], esters of the unsaturated carboxylic acids [unsaturated carboxylic acids] Esters of acids with aliphatic, alicyclic or aromatic alcohols, fuanols, hydroxylactones which may have a substituent, etc.], (meth) acrylonitrile, styrene monomers And the like.
  • the polymer can be produced by a conventional polymerization method.
  • one or more of the a- (meth) acryloyloxy ⁇ -butyrolactone derivative represented by the formula (8) and the copolymerizable monomer can be used.
  • the polymer Since the polymer has a lactone ring, it is excellent in hydrophilicity and shows high adhesion to a substrate when used as a resin for a resist. Further, since an ester group is bonded to the a-position of the carbonyl group of the lactone ring, the lactone ring is easily decomposed and the lactone ring is eliminated. Therefore, it is useful as a resin for photoresist having excellent resolution (photosensitivity, sensitivity) and excellent substrate adhesion.
  • the photosensitive resin composition of the present invention (for example, a resin composition for photoresist) is characterized in that it contains a polymer having a structural unit represented by the formula (9) and a photoacid generator.
  • the photoacid generator examples include conventional compounds that efficiently generate an acid upon exposure to light, such as diazonium salt, odonium salt (eg, diphenylhexafluorophosphate), and sulfonium salt.
  • diazonium salt e.g., diphenylhexafluorophosphate
  • odonium salt e.g, diphenylhexafluorophosphate
  • sulfonium salt e.g., triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenyls-norefone dimethyl hexaphosphate, phosphate, triphenylenoles-norefone methane methanesulfonate, etc.
  • sulfonic acid esters e.g., 1 1-Phenyl — 1 — (4-Methynolephenyl) Snolephoninoleoxy 1 1 —Benzynolemethane, 1,2,
  • the amount of the photoacid generator used can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the content of the structural unit represented by the formula (9) in the polymer, and the like. It can be selected from a range of about 0.1 to 30 parts by weight, preferably about 1 to 25 parts by weight, more preferably about 2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight.
  • the photosensitive resin composition comprises an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolak resin, a phenol resin, an imido resin, and a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), an organic solvent (for example, a dye). , Hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, esters, ketones, ethers, cellosolves, carbitols, glycoester esters, mixed solvents thereof, etc.) You may go out.
  • an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolak resin, a phenol resin, an imido resin, and a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), an organic solvent (for example, a dye).
  • an organic solvent for example, a dye
  • the photosensitive resin composition of the present invention comprises a mixture of the polymer (acid-sensitive polymer), a photoacid generator, and, if necessary, the organic solvent and the like. It can be prepared by removing with a solid separation means.
  • This photosensitive resin composition is applied to a substrate or a substrate, dried, and then exposed to light (or a post-exposure base) through a predetermined mask to a coating film (resist film).
  • a fine pattern can be formed with high precision by forming a latent image pattern and then developing.
  • the substrate or substrate examples include a silicon wafer, metal, plastic, glass, and ceramic.
  • Application of the resin composition for photoresist is performed using a conventional coating method such as a spin coater, a dip coater, and a roller coater. This can be done using columns.
  • the thickness of the coating is, for example, 0.1 to 20 / m
  • it is about 0.3 to 2 / zm.
  • wavelengths of light such as ultraviolet rays and X-rays
  • g- rays, i-rays, excimer lasers for example, XeC1, KrF, K r C 1, A r F, A r C 1, etc.
  • Exposure energy for example 1 ⁇ 1 0 0 0 m JZ cm 2, rather preferably is l OSOO mj Z cm 2 approximately.
  • an acid is generated from the photoacid generator, and the acid causes the cyclic portion of the structural unit represented by the formula (9) of the polymer to be rapidly eliminated to generate a carboxyl group that contributes to solubilization. Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developing solution.
  • the resin composition of the present invention can be used for various uses, for example, circuit forming materials (semiconductor manufacturing resists, printed wiring boards, etc.), image forming materials (printing plate materials, relief images, etc.).
  • R d is a hydrogen atom. Is dissolved in a solvent, that is, the compound represented by the formula (6a).
  • the solvent is not particularly limited, and for example, the above-mentioned solvents can be used.
  • Increase the reaction rate by adding a small amount of water to the reaction system or adding a catalytic amount of an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, heteropolyacid, or cation exchange resin.
  • an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, heteropolyacid, or cation exchange resin.
  • an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, heteropolyacid, or cation exchange resin.
  • the reaction temperature is, for example, about 0 to 150 ° C, and preferably about 20 to 100 ° C. The reaction proceeds smoothly even at room temperature to about 40 ° C.
  • the isomerization reaction is carried out by the ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyrolactone represented by the above formula (6a). It is presumed that the ⁇ , / 3-unsaturated-y-butyrolactone derivative represented by the above formula (23) is formed by the dehydration reaction of the derivative, and then proceeds by hydration of this compound. .
  • reaction product After completion of the reaction, the reaction product can be easily separated and purified by conventional methods, for example, separation methods such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, and column chromatography, or a combination of these. it can.
  • separation methods such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, and column chromatography, or a combination of these. it can.
  • R ′ is a hydrogen atom; di such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butynole, isobutynole, s-butyl, t-butynole, pentyl, hexyl, octyl, and decyl.
  • Aliphatic hydrocarbon group (especially alkyl group); for example, a C35 cycloalkyl group or cycloalkenyl group such as cyclopentyl, cyclohexyl and cyclohexenyl group;
  • R ' is a hydrogen atom; methyl, Echiru, propyl, isopropyl, butyl, i Sobuchiru, s - is a C Bok 4 Al kill groups such as butyl group.
  • Preferred Re , Rd , and R ' are the same as those in the above formula (5).
  • examples of the bridged ring hydrocarbon group for R b 4 include a bridged ring hydrocarbon group having 2 to 4 ring systems, and among them, a bicyclic or tricyclic ring group is preferred. Bridged ring hydrocarbon groups are preferred.
  • bridged ring in the bridged ring hydrocarbon group include the tachibana ring described in the description of the formula (2).
  • the bonding site to the "y-butyrolactone ring" in the bridging ring hydrocarbon group may be any of the carbon atoms constituting the tachibana ring, but is preferably a carbon atom at the bridgehead position (junction position). is there.
  • the bridged ring is protected with various substituents, for example, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine atom), an oxo group, a hydroxy group which may be protected by a protecting group, or a protecting group.
  • a halogen atom fluorine, chlorine, bromine, iodine atom
  • an oxo group a hydroxy group which may be protected by a protecting group, or a protecting group.
  • a hydroxymethyl group which may be protected an amino group which may be protected by a protecting group, a carboxyl group which may be protected by a protecting group, a substituted oxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted rubamoyl group, and nitro Arimoto, Ashiru group, Shiano group, an alkyl group (e.g., methyl, C Bok 4 alkyl group such as Echiru group), a cycloalkyl group, Ariru group (e.g., Fuyuniru, and naphthyl groups), and heterocyclic groups and It may be.
  • an alkyl group e.g., methyl, C Bok 4 alkyl group such as Echiru group
  • Ariru group e.g., Fuyuniru, and naphthyl groups
  • heterocyclic groups and It may be.
  • the compound having a hydrophilic substituent such as a carboxyl group which may be used is useful as an intermediate raw material for a resin monomer for a resist in view of adhesion to a substrate and the like.
  • the protecting group for the group and the hydroxymethyl group, the protecting group for the amino group, and the protecting group for the carboxyl group the above-mentioned conventional protecting groups can be used.
  • a typical example of the compound represented by the formula (10) is ⁇ — (1 —adama - ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyrolactone, — (1-adamantyl) -hydroxy- ⁇ -methyl- ⁇ -butyrolactone, ⁇ — (1-adamantyl) -1- ⁇ -ethynole- ⁇ —hydroxy-butyrolactone
  • the compound in which R is a hydrogen atom—hydroxy- ⁇ -butyrolactone derivative is the ⁇ -hydroxy- ⁇ ⁇ -petit mouth lactone derivative of the present invention. It can be manufactured by the manufacturing method.
  • Representative examples of the alcohol represented by the above formula (24) include 1-adamantanmethanol, ⁇ -methyl-1-adamantanmethanol, ⁇ -ethyl-1 11-adamantanmethanol, ⁇ -isopropropyl-1 1— Adamantane methanol, 3—hydroxy-1- ⁇ -methyl-1—adamantan methanol, 3-carboxy-methyl-1-adadamantan methanol, ⁇ -methyl-1 3a-no ⁇ 0 —hydroidin denmethanol, ⁇ —methyl-4a-decalin methanol , 8a-Hydroxy ⁇ -Methyl 4a-Decalinmethanole, ⁇ -Methynole 4a-No.
  • the alcohol represented by the formula (24) is, for example, the following formula (25) 0
  • the carbonyl compound represented by is reduced using, for example, a metal hydrogen complex compound such as lithium aluminum hydride, sodium borohydride, or a compound thereof, or a metal hydride compound. Reduction), catalytic reduction with hydrogen in the presence of a catalyst such as Ru—C, Cr—Cu, Rh—C, platinum oxide, Raney nickel, or the like.
  • a metal hydrogen complex compound such as lithium aluminum hydride, sodium borohydride, or a compound thereof, or a metal hydride compound.
  • Reduction catalytic reduction with hydrogen in the presence of a catalyst such as Ru—C, Cr—Cu, Rh—C, platinum oxide, Raney nickel, or the like.
  • ethers such as getyl ether and tetrahydrofuran
  • aliphatic hydrocarbons such as hexane
  • aromatic hydrocarbons such as toluene
  • Alcohols halogenated hydrocarbons such as methylene chloride
  • solvents such as carboxylic acids such as acetic acid
  • the carbonyl compound represented by the formula (25) is, for example,
  • 1,2-dicarbonyl compound examples include biacetyl (2,3-butanedione) and 3,4-hexanedione.
  • molecular oxygen is used as the oxygen.
  • the metal compound examples include cobalt compounds such as cobalt acetate and cobalt acetyl acetate, and vanadium compounds such as vanadium acetyl acetate and vanadyl acetyl acetate.
  • imido compounds include N-hydroxyphthalimid and the like.
  • the amount of the 1,2-dicarbonyl compound to be used is, for example, 1 to 50 mol, preferably about 1.5 to 20 mol, per 1 mol of the bridged ring hydrocarbon represented by the formula (26). is there. Oxygen is often used in excess with respect to the bridging ring hydrocarbon represented by the formula (26).
  • the amount of the metal compound to be used is, for example, 0.0001 to 1 mol, preferably 0.00001 to 0.1 mol, per 1 mol of the bridged hydrocarbon represented by the formula (26). It is about a mole.
  • the amount of the imido compound used is, for example, 0.001 to 1 mol, preferably 0.01 to 1 mol, per mol of the crosslinked hydrocarbon represented by the formula (26).
  • the metal compound and the imido compound may be used in combination.
  • the reaction is usually performed in an organic solvent such as acetic acid, benzonitrile, and trifluoromethylbenzene.
  • the reaction temperature is, for example, about 0 to 300 ° C, preferably about 40 to 150 ° C.
  • the reaction product is filtered, concentrated, distilled, crystallized It can be separated and purified by conventional separation means such as precipitation, recrystallization and column chromatography.
  • the compound represented by the formula (5) is the same as described above.
  • the reaction conditions and the like in the reaction between the alcohol of the formula (24) and the compound of the formula (5) are the same as those described in the method for producing the c-hydroxyl- ⁇ -butyrolactone derivative of the present invention. Can be adopted. -
  • ⁇ -butyrolactone derivatives represented by the above formula (10) compounds in which R is an acryloyl group or a methacryloyl group— (meth) acryloyloxy- ⁇ -petit mouth ratatone derivatives]
  • a hydride-X- ⁇ -petit ratatone derivative in which R is a hydrogen atom and (meth) atalylic acid are A method of reacting in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or ⁇ -toluenesulfonic acid;
  • the above-mentioned hydroxy ⁇ -butyrolactone derivative and (meth) acrylic acid halide are mixed with triethylamine or the like;
  • ester exchange between the ⁇ -hydroxyl-butyrolactone derivative and a (meth) acrylic acid ester in the presence of a transesterification catalyst are examples of reacting in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or ⁇ -toluene
  • the reaction can be carried out under ordinary esterification conditions.
  • the transesterification reaction may be carried out using a conventional ester exchange catalyst such as sodium alkoxide, aluminum alkoxide, titanate, etc.
  • ester (meth) acrylate acrylic acid Bulle (meth) (meth) acrylate acrylic acid C 2 such accession acrylic acid propenyl - with the like 4 alkenyl esters periodic table 3 as the E ester exchange catalyst
  • Group element compounds for example, summary iodide ⁇ , A samarium compound such as samarium triflate and samarium complex) can be used to obtain a high yield of a (meth) acryloyloxy-1- ⁇ -butyrolactone derivative.
  • the -butyrolactone derivative represented by the formula (10) of the present invention is useful as a raw material for functional polymers such as photosensitive resins, a raw material for pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals.
  • the ⁇ - (meth) acryloyloxy- ⁇ -butyrolactone derivative in particular, the compound in which R d is a hydrogen atom is itself alkali-insoluble, but is easily decomposed by an acid to give an alkali. A soluble carboxylic acid is formed.
  • the lactone ring has high hydrophilicity, and also has excellent etching resistance due to the bridging ring bonded to the ⁇ -position. Therefore, a polymer containing these compounds as a monomer component is excellent in releasability, exhibits excellent adhesion to a substrate, and can be suitably used as a resin for a resist.
  • a photosensitive resin composition for example, by mixing a homo- or copolymer having the ⁇ - (meth) atalyloyloxy- ⁇ -petit mouth lactone derivative as a monomer and the photoacid generator, for example, A resin composition for photo resist).
  • the alcohol represented by the formula (2a) is reacted with the active olefin represented by the formula (3a) using the imido compound represented by the formula (1) as a catalyst. By doing so, a conjugated unsaturated compound represented by the formula (11) is generated.
  • the organic group for R ′ and R 1 is the same as the organic group for R a and R b , and R ′ and R i are bonded to each other to form an adjacent carbon atom.
  • the ring formed together with R ′ and Rb is the same as the ring formed together with the adjacent carbon atom by bonding R ′ and Rb .
  • Desirable R 1 includes a hydrogen atom; a C 4 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, and butyl; a C aryl group.
  • Preferred R i is a hydrogen atom, C i—.
  • Aliphatic hydrocarbon groups (methyl, ethyl, propynole, isopropynole, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentinole, hexyl, octyl, decyl, etc .; especially d- 10 alkyl groups), fats Cyclic hydrocarbon groups (eg, C3-i5 cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexenyl groups or cycloalkenyl groups; bridged ring hydrocarbon groups, etc.). It is also preferred that R ′ and R 1 be bonded to each other to form a non-aromatic carbon ring of about 3 to 15 members (particularly 5 to 8 members) together with adjacent carbon atoms.
  • the alcohol represented by the formula (2a) includes a wide range of primary alcohols. Typical examples are ethanol, 1—propano—nore, 1—butanore, 2—methinole 1—prono ⁇ 0 nore, 1—pentano—nore, 1—hexanonole, 1—octanore, 1—decanore, 1 —Hexadenicol, 2 —Butene-1—Saturated or unsaturated aliphatic primary having about 2 to 30 (preferably 2 to 20 and more preferably 2 to 15) carbon atoms such as ol.
  • Aromatic primary alcohols such as alcohol and cinnamon alcohol; heterocyclic alcohols such as 2- (2-hydroxyshethyl) pyridine
  • the compound represented by the formula (3a) corresponds to the compound represented by the formula (3), wherein Re is a hydrogen atom.
  • R d and R ⁇ Y in the formula (3a) are the same as those in the formula (3).
  • the reaction is carried out according to the method for producing a 1,3-dihydroxy compound of the present invention.
  • I can.
  • the reaction product can be separated and purified by the same separation means as described above.
  • the acetal represented by the formula (12) reacts with the active olefin represented by the formula (3) using the imido compound represented by the formula (1) as a catalyst. By doing so, the j8-hydroxyacetal compound represented by the formula (13) can be produced.
  • R k , R m , and the organic group in the formula include the same organic groups as those in R ′ and Rb .
  • Examples of the ring formed by R ra and R n together with two adjacent oxygen atoms and carbon atoms include a 1,3-dioxolan ring and a 1,3-dioxane ring.
  • a substituent such as an alkyl group or a halogen atom may be bonded to these rings.
  • R k is a hydrogen atom
  • C such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butynole, isobutyl, s-butyl, t-butynole, pentinole, hexyl, octyl, and decyl.
  • Aliphatic hydrocarbon group especially d- 4 anolequinolene group
  • cyclopentinole especially cyclohexynole, cyclohexenole
  • C 1 S about alicyclic hydrocarbon group (cycloalkyl group, cycloalkenyl group, bridged cyclic hydrocarbon group) such as Adamanchiru group; C 6 such Fuweniru, naphthyl Le group - and the like 1 4 Ariru group It is.
  • Preferred R m and R n are a hydrogen atom; d aliphatic hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, and hexyl groups (particularly Ci- 4 alkyl groups).
  • C—i such as cyclopentyl and cyclohexyl groups; And a degree of alicyclic hydrocarbon group.
  • R m and R n are bonded to each other to form a ring together with two adjacent oxygen atoms and carbon atoms.
  • the acetal represented by the formula (12) include the compounds exemplified as the acetal (A1-3) having a carbon-hydrogen bond at the position adjacent to the oxygen atom.
  • Typical examples are 1,3-dioxolane compounds such as 1,3-dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane, 2-ethyl-1,3-dioxolane; 2-methyl-1,3- 1,3-dioxane compounds such as dioxane; dialkyl acetal compounds such as acetate dimethyl acetal;
  • the active orientation represented by the formula (3) is the same as described above.
  • the reaction can be carried out according to the method for producing an organic compound of the present invention.
  • the reaction product can be separated and purified by the same separation means as described above.
  • a compound having a methine carbon atom represented by the above formula (14) and a compound represented by the above formula (3) are used as a catalyst by using the imido compound represented by the above formula (1) as a catalyst.
  • active olefin By reacting with active olefin, at least one hydroxy compound selected from the above formulas (15) and (16) can be produced.
  • R ° is an organic group in RR q, wherein R a, are the same as those of the organic group in R b.
  • Preferred organic groups include-such as methyl, ethyl, propynole, isopropyl, butynole, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, octyl, and decyl groups.
  • Aliphatic hydrocarbon group (especially d-4 alkyl group); Cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexyl, adamantyl group and other C3-i5 alicyclic hydrocarbon groups (cycloalkyl group) , a cycloalkenyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group); phenyl, etc.
  • C 6 14 Ariru group such as naphthyl group contains Murrell.
  • cycloprono. 3 to 20 members preferably 3 to 15 members, more preferably 5 to 15 members
  • Monocyclic alicyclic carbocycle (cycloalkane ring, cycloalkene ring) of about 5 members, especially 5 to 8 members); for example, adamantane ring, perhydroindene ring, decalin ring, perhydrorofluorene ring, perhydroroa Anthracene ring, Pahi Dorofuenan train ring, tricyclo [5.2.1 1.0 2 '6] decane ring, Pahi Doroasenafuten ring, Pahi Dorofuenare down ring, norbornane ring, a bridge of about 4 rings 2 and norbornene ring over carbocyclic Rings.
  • These rings may have a substituent (for example, the same group as the substituent which the hydrocarbon group in R a and R b may have).
  • the methine carbon atom represented by the formula () is preferably a carbon atom at the bridgehead position.
  • Examples of the compound having a methine carbon atom represented by the formula () include a compound containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom (A3), for example, a bridged cyclic compound (A3-la), a ring Compounds exemplified as a non-aromatic cyclic compound (A3-lb) having a hydrocarbon group bonded thereto and a chain compound having a methine carbon atom (A3-2).
  • the active olefins represented by the formula (3) are the same as described above.
  • the reaction can be carried out according to the method for producing an organic compound of the present invention.
  • the reaction product can be separated and purified by the same separation means as described above.
  • R.R. And R P and R Q bind to each other and Form a bridged cyclic carbocycle (for example, an adamantane ring, etc.) together with elemental atoms
  • R e , R d , and R e are each a hydrogen atom or a Ci- 4 alkyl group
  • Y is an alkoxycarbol group (
  • an aryloxycarbonyl group for example, a Ci-acyl group or a benzoyl group
  • Such compounds are useful as raw materials for fine chemicals such as pharmaceuticals and agricultural chemicals and as raw materials for functional polymers.
  • This method is the manufacturing of the heat Dorokishi compound corresponds to a case of using a compound R e is a hydrogen atom and an active Orefin of the formula (3).
  • a compound represented by the formula: A carbonyl compound represented by (17) is produced.
  • the production ratio of both compounds can be adjusted by appropriately selecting reaction conditions such as, for example, reaction temperature, amount of catalyst, and type of cocatalyst (metal compound).
  • a preferred compound is R.
  • R p and R q are bonded to each other to form a bridged cyclic carbocycle (for example, an adamantane ring or the like) together with adjacent carbon atoms, and R ⁇ R d is a hydrogen atom or a C ⁇ alkyl group, and Y Is an alkoxycarbonyl group (for example, a C ⁇ 4- anoreoxy group) and an aryloxy group.
  • a methine carbon atom represented by the formula (14) is used as a catalyst in the presence of molecular oxygen, using the imido compound represented by the formula (1) as a catalyst. Is reacted with an active olefin represented by the formula (3c) to obtain an organic compound represented by the formula (18).
  • This method is the manufacturing of the heat Dorokishi compound, as a active Orefin of the formula (3) R e and R d is equivalent to the case of using a compound having a hydrogen atom.
  • each compound represented by formula (18) is formed.
  • the production ratio of each compound can be adjusted by appropriately selecting reaction conditions such as, for example, reaction temperature, amount of catalyst, and type of cocatalyst (metal compound).
  • a preferred compound is R.
  • R p and R q combine with each other to form a bridged cyclic carbocycle (eg, an adamantane ring) with adjacent carbon atoms;
  • Y is an alkoxycarbonyl group (eg, a C 4 alkoxy-carbonyl group), aryloxycarbo
  • Such compounds are useful as raw materials for fine chemicals such as pharmaceuticals and agricultural chemicals and as raw materials for functional polymers.
  • the alcohol represented by the above formula (2) and the methine carbon atom represented by the above formula (14) are reacted with the imido compound represented by the above formula (1) as a catalyst.
  • the alcohol represented by the formula (19) can be produced by reacting the compound with the compound having the formula (19).
  • the same alcohol as used in the production of the 1,3-dihydroxy compound can be used.
  • the compound having a methine carbon atom represented by the formula (14) the same compound as in the case of producing the hydroxy compound can be used.
  • the compound having a methine carbon atom represented by the formula (14) is considered to function as a radical-scavenging compound (B2).
  • the reaction can be carried out according to the method for producing an organic compound of the present invention.
  • the reaction product can be separated and purified by the same separation means as described above.
  • a compound having a methine carbon atom represented by the above formula (14a) and a compound represented by the above formula (14b) using the imido compound represented by the above formula (1) as a catalyst in the presence of molecular oxygen By reacting with a compound having a methine carbon atom, the coupling product (hydrocarbons) represented by the formula (20) is converted to Obtainable.
  • R DL , R PL , R QL , R ° 2 , RP 2 , and R Q 2 are preferably the organic groups and the preferred organic groups described above. P, are the same as those of the case of R Q. Also a shaku.
  • R PL, R ring formed together with "(R QL and R PL, R pl and R QL, R Q 1 and R", or R “and R PL and R QL) carbon atoms which are adjacent bonded to each other , R ° 2, R P 2 , R Q 2 (R 2 and R P 2, R p 2 and R E 2, R ° 2 and R Q 2, or R ° 2 and R p 2 and R q 2) is Examples of the ring which is bonded to an adjacent carbon atom by bonding to each other include the same rings as those formed by bonding of R ° and R ⁇ RQ to each other to form an adjacent carbon atom.
  • the compound having a methine carbon atom represented by the formula (14b) include the compound (A3) containing a hydrocarbon group having a methine carbon atom, for example, a bridged cyclic compound (A3-la ), A non-aromatic cyclic compound having a hydrocarbon group bonded to the ring (A3-lb), and a chain compound having a methine carbon atom (A3-2).
  • DOO compound represented by formula (b) may be the same compound, or may be a compound that different.
  • the reaction can be carried out according to the method for producing an organic compound of the present invention.
  • the reaction product can be separated and purified by the same separation means as described above.
  • various organic compounds can be efficiently produced by addition or substitution reaction under mild conditions.
  • carbon atoms forming unsaturated bonds of unsaturated compounds and methine carbon atoms such as bridged cyclic compounds are directly bonded to hydroxymethyl groups, alkoxymethyl groups, acyl groups, Grade carbon atoms and the like.
  • the corresponding 1,3-dihydroxy compound can be obtained in good yield from alcohol, unsaturated compound and oxygen.
  • a rhodroxy-1- ⁇ -petit mouth lactone derivative can be efficiently produced from easily available raw materials under mild conditions.
  • -hydroxyl ⁇ -butyrolactone derivatives can be easily and efficiently produced from the ⁇ -hydroxyl ⁇ -butyrolactone derivatives.
  • a novel ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -butyrolactone derivative is provided. These compounds are useful as raw materials for pharmaceuticals, agricultural chemicals and other fine chemicals, and functional polymers such as photosensitive resins.
  • the photosensitive resin composition of the present invention since the photosensitive resin composition contains a polymer having a specific structural unit, the acid is generated from the photoacid generator by irradiation with light, so that the photosensitive resin composition can be quickly and reliably applied to the developer. Solubilized. Therefore, the development efficiency can be improved, and the resolution is excellent, and a fine pattern can be formed stably and with high accuracy. Further, the adhesion of the resist coating to the substrate can be greatly improved.
  • the polymer of the present invention is useful for obtaining the photosensitive resin composition.
  • a novel ⁇ -hydroxy-1- ⁇ - butyrolactone derivative having a bridged ring hydrocarbon group bonded to the ⁇ -position and a (meth) atalyloyl derivative thereof are provided.
  • These compounds are useful as raw materials for photosensitive resins, such as acid-sensitive polymers, which constitute resin compositions for photoresists, and as raw materials for fine chemicals.
  • a corresponding co-unsaturated compound can be produced from an alcohol, an unsaturated compound and oxygen.
  • the corresponding] 3-hydroxyacetal compound can be obtained in good yield from the acetal, the unsaturated compound, and oxygen.
  • a corresponding hydroxy compound can be produced in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound, and oxygen.
  • a corresponding carbonyl compound can be obtained in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound, and oxygen.
  • an electron-withdrawing group-containing compound can be produced in good yield from a compound having a methine carbon atom, an unsaturated compound, and oxygen.
  • a corresponding coupling product (alcohol) can be produced with high yield from an alcohol, a compound having a methine carbon atom, and oxygen.
  • a corresponding coupling product (hydrocarbons) can be obtained with high yield from a compound having a methine carbon atom and oxygen.
  • the product in the reaction mixture was analyzed by gas chromatography.
  • the yield of ethyl 2,4-dihydroxy-14-methylpentanoate was 35%, and the yield of hydroxy-1- ⁇ , ⁇ -dimethinole ⁇ — Butyrolactone was produced in a yield of 35%.
  • the conversion of ethyl acrylate was 81%.
  • Butyral lactone was produced with a yield of 65%.
  • the conversion of ethyl methacrylate was 85. /. Met.
  • Gas chromatography of products in the reaction mixture Analysis revealed that 2,4-dihydroxy-4-methylpentanoate was formed in a yield of 1 o / o, and ⁇ -hydroxy and ⁇ -dimethyl monobutyl lactone were formed in a yield of 43%.
  • the conversion of ethyl acrylate was 53%.
  • Butyral lactone was produced with a yield of 65%.
  • the conversion of ethyl methacrylate is 85. /. Met.
  • a mixture of 0.021 mmol and 1 ml of acetonitrile was stirred at 70 ° C. for 6 hours under an oxygen atmosphere (1 atm).
  • the conversion of getyl maleate was 90%.
  • a mixture of 0.03 mmol and 1 ml of acetonitrile was stirred at 50 ° C. for 8 hours under an oxygen atmosphere (1 atm).
  • the reaction mixture was subjected to silica gel column chromatography to obtain 1-hexynole-hydroxy- ⁇ -methyl-y-butyrolactone in a yield of 74%.
  • Methyl acrylate 3 mimol, hexanol 30 mimol, ⁇ -hydroxyphthalimide 0.6 mimol, cobalt acetate ( ⁇ ) 0.003 mimol, cobalt acetylacetonate ( ⁇ ) A mixture of 0.03 mmol and 1 ml of acetonitrile was stirred at 60 under an oxygen atmosphere (1 atm) for 5 hours. By subjecting the reaction mixture to silica gel column chromatography, ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -pentyl-1- ⁇ -butyrolactone was obtained in a yield of 46%, and hexanoyl monohydroxypropionic acid. The ethyl was obtained with a yield of 40%.
  • a mixture of 0.03 mmol and 1 ml of acetonitrile was stirred at 70 ° C. for 8 hours under an oxygen atmosphere (1 atm).
  • By subjecting the reaction mixture to silica gel column chromatography, / 3-cyano- ⁇ -hydroxylates and ⁇ -dimethyl- ⁇ -butyrolatatone were obtained in a yield of 68%.
  • ⁇ -Hydroxy- ⁇ , ⁇ -dimethylbutyrolactone obtained by the method of Example 5 100 mmol, acryloyl chloride 150 mmol, triethylamine 150 mol, and toluene 30 mol The 0 ml mixture was stirred at 25 DC for 4 hours. After adding water to the reaction mixture, the organic layer was concentrated, and the concentrated solution was subjected to silica gel column chromatography to obtain ⁇ - acryloyloxy ⁇ , ⁇ -dimethyl-1- butyrolactone. A yield of 85% was obtained.
  • Example 21 ⁇ -acryloyloxy and ⁇ -dimethyl! Obtained by the method of Example 1 / - and butyrolactone tons 5 0 wt 0/0, 1 i (1 one Metaku Li b Iruokishi - 1 - Mechiruechiru) Adamantan 5 0 wt. /.
  • the polymerization was carried out in toluene using 100 parts by weight of the above monomer mixture and 5 parts by weight of a polymerization initiator (benzoyl peroxide). Methanol was added to the reaction mixture to precipitate the polymer.
  • Example 21 a-Acryloyloxy ⁇ , ⁇ -dimethyl- ⁇ -butyrolactone obtained by the method of Example 1, 40% by weight, and 3- (1-methacryloyl-inoleoxy-1-methylethynole) 1-1-adamantano-1 Nore 60 weight. / A monomer mixture 1 0 0 parts by weight of 0, was polymerized in toluene using a polymerization initiator (benzo I helper O sulfoxide) 5 parts by weight. Methanol was added to the reaction mixture to precipitate the polymer.
  • a polymerization initiator benzo I helper O sulfoxide
  • Example 2 1 obtained by the process ⁇ - ⁇ click Li Roiruokishitsu, - a dimethyl Buchiroraku tons 5 0 wt 0/0, 3 - (Metaku Li Royle Okishi) one 1 - monomer of ⁇ Dammann ethanol 5 0 wt%
  • the polymerization was carried out in toluene using 100 parts by weight of the body mixture and 5 parts by weight of a polymerization initiator (benzoyl peroxide). Methanol was added to the reaction mixture to precipitate the polymer.
  • a polymerization initiator benzoyl peroxide
  • a resin composition for photoresist was prepared as follows. That is, 100 parts by weight of the copolymer, 15 parts by weight of trifluorosulfoniumhexafluoroantimonate, and toluene as a solvent were mixed to prepare a resin composition for photoresist.
  • This resin composition for photoresist was applied to a silicon wafer by a spin coating method to form a photosensitive layer having a thickness of 1.0 ⁇ m. Hot 60 on the rate. After 1 0 seconds Prevailing Ichiku at C temperature, K r F using an excimer Sutetsupa, after exposure in dose 1 0 0 m J cm 2, 1 0 0 temperature 6 0 seconds baked in ° C did. Next, the film was developed for 60 seconds using an alkaline aqueous solution (NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) and rinsed with pure water, and the desired resin composition for any photoresist was used. The pattern was obtained with high accuracy.
  • NMD-3 alkaline aqueous solution
  • a mixture of adamantan 3 mirimole, biacetyl 18 mimol, cobalt (II) acetate 0.15 mimol, and acetic acid 3 ml was stirred at 60 ° C for 4 hours under an oxygen atmosphere (1 atm). .
  • the product in the reaction mixture was analyzed by gas chromatography, and the conversion of adamantane was 86. / 0 , 1-acetyladamantane (50% yield), 1,3-diacetyladamantane (23% yield), 1-acetyl-13-adamantanol (4% yield), 1 Adamantanol (3% yield) and 2-adamantanone (3% yield) were produced.
  • the conversion of 1-adamantanol was 82%, and 1-acetyl-13-adamantanol (yield 20%), 1,3- Diacetyl-5-adamantanol (5% yield), 1-acetyl-4oxo-3-3-adamantanol and 1-acetyl-2-oxo-1-5-adamantanol (2% total yield), 1 , 3-adamantanediol (yield 6%) and 4-oxo-11-adamantanol (1% yield) were produced.
  • the 2-acetylendricyclo [5.2.1.0 2 ' 6 ] decane obtained according to the method of Production Example 8 was reduced according to the method of Production Example 4 to obtain ⁇ -methyl.
  • one 2 - DOO Rishikuro [. 5.2.1 0 2 '6] Dekanmeta Nord [. 2- (1 over human Dorokishechiru) Endoto Li cyclo [5.2.1 0 2' 6] decane] yield 9 2 %.
  • Ethynole ethoxylate 1 1 0 Mi-monole, 3-Hydroxy- 1 ⁇ -Methyl 1-adamantane meth- anol 1 100 Mi-mol, ⁇ -Hydroxyphthalimid
  • a mixture of 10 millimoles of cobalt acetyl acetate (II) 0.06 millimoles, cobalt (III) acetate 0.04 millimoles and 200 ml of acetic acid was added under an oxygen atmosphere (1 ml). The mixture was stirred at 60 ° C for 4 hours.
  • Example 26 Same as Example 26 except that instead of 3-hydroxy ⁇ -methyl-1-adamantanemethanol, 100 mmol of 8a-hydroxy-1 ⁇ -methyl-14a-decalinmethanol was used. After performing the operation, ⁇ - (8a-hydroxydecalin-4a-yl) - ⁇ -hydroxy-1- ⁇ -methyl-1-butyrolactone represented by the formula was obtained in a yield of 67%. 8a-Hydroxy- ⁇ -Methinole-4a-Decalin-methanol conversion is 72. /. Met.
  • Ethyl acrylate 100 millimol, n-propyl alcohol 100 millimol, N-hydroxyphthalimid 1 millimol, cobalt (II) acetate 0.01 millimol, cobalt acetyl acetate ( III)
  • a mixture of 0.1 mmol and 54 mmol of acetonitrile was stirred at 50 ° C. for 8 hours under an oxygen atmosphere (1 atm).
  • the concentrate is subjected to silica gel column chromatography to obtain ethyl 2,4-dihydroxyhexanoate at a yield of 14 ° / °.
  • ethyl sorbate was obtained in a yield of 2%.
  • the conversion of ethyl acrylate was 72%.
  • a mixture of 54 mol of rimole and acetonitrile was stirred at 70 ° C. for 8 hours under an oxygen atmosphere (1 atm).
  • the concentrate is applied to silica gel column chromatography to obtain 3 — (adamantane 1 1 -yl)-2 —ethyl ethyl hydroxypropionate represented by the following formula (a).
  • Example 36 The same operation as in Example 36 was carried out, except that 0.1 mmol of vanadium dimethyl acetate (III) was used instead of 0.1 mmol of cobalt acetyl acetate (III).
  • a yield of 30% of 3-((adamantan-11-yl) -12-hydroxypropionate) represented by the above formula (a) and a 3-( Adamantane-1-yl) ethyl 2-oxopropionate was obtained at a yield of 50 ° / 0
  • 1-adamantane ethyl acetate represented by the above formula (c) was obtained at a yield of 11%.
  • the conversion of ethyl acrylate is 99 Q /. It was.

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Description

明 細 書 ィ ミ ド化合物触媒を用いた有機化合物の製造法 技術分野
本発明は、 イ ミ ド化合物触媒を用いた有機化合物の製造法、 よ り詳細 には、 特定のイ ミ ド化合物と該イ ミ ド化合物に対するラジカル発生剤の 存在下で 2つの化合物を反応させ、 ラジカル機構により付加若しく は置 換反応生成物又はそれらの酸化生成物を製造する方法に関する。 本発明 は、 また、 医薬、 農薬その他の精密化学品、 感光性樹脂等の機能性高分 子などの原料と して有用なヒ ドロキシー γ —プチ口ラク トン誘導体の製 造法、 新規な α —ヒ ドロキシー γ —プチロラク トン誘導体、 新規なひ - (メタ) ァク リロイルォキシー γ —プチ口ラタ トン誘導体、 この化合物 を単量体単位とする重合体、 該重合体を含む感光性樹脂組成物、 及び橋 かけ環炭化水素基を有する新規な γ —プチロラク トン誘導体に関する。 背景技術
炭素一炭素二重結合などを有する不飽和化合物やへテロ原子含有化合 物に種々の化合物を付加させて有用な有機化合物を得る方法が知られて いる。 例えば、 塩基の存在下、 マロン酸ジエステルなどの活性メチレン 化合物とァク リロニ トリルなどの電子吸引基を有するォレフィンとを反 応させると、 求核的な付加反応によ り炭素一炭素結合が形成されて付加 生成物が得られる (マイケル付加反応) 。 また、 酸又は塩基の存在下で 2種のカルボニル化合物を処理すると、 一方のカルボニル化合物が他方 のカルボニル化合物に求核的に付加して、 炭素一炭素結合が形成され、 アルドール縮合物が得られる。 しかし、 これらの方法は、 通常、 酸又は塩基の存在下で反応が実施さ れるため、 酸や塩基に弱い置換基を有する化合物に対しては適用できな い。 また、 不飽和化合物の不飽和結合を形成する炭素原子や橋かけ環式 化合物などのメチン炭素原子などに、 直接ヒ ドロキシメチル基、 アルコ キシメチル基、 ァシル基、 第 3級炭素原子などを結合させることは困難 である。
また、 ラジカル機構による炭素一炭素二重結合への付加反応や炭素一 炭素結合を形成するカップリ ング反応も知られている。 しかし、 温和な 条件下で、 例えば分子状酸素により効率よく付加又は置換反応生成物又 はその酸化生成物を得る方法はほとんどない。
一方、 ヒ ドロキシー γ—プチ口ラク トン誘導体の製造法と して、 いく つかの方法が知られている。 例えば、 ヨーロ ッパ特許公開公報第 2 1 0 3 6 8 6号には、 グリォキシル酸とィソブチレンとを反応させてパント ラク トンを合成する方法が開示されている。 特開昭 6 1 — 2 8 2 3 7 3 号公報には、 グリォキシル酸水化物と t 一ブチルアルコールとを反応さ せて同じくパントラク トンを製造する方法が開示されている。 テ トラへ ドロ ン (Te trahe dron) 、 9 3 3 ( 1 9 7 9 ) には、 4 —ヒ ドロキシー 2—メチルー 5, 5, 5 — トリ クロ口一 1 —ペンテンを加水分解して 2 —ヒ ドロキシ一 4 —メチノレ一 4 —ペンテン酸と し、 次いでこれを塩酸存 在下で環化することによりパントラタ トンを合成する方法が報告されて いる。 さらに、 日本化学会春期年会講演予講集 I I、 第 1 0 1 5頁 ( 1 9 9 8年) には、 ct—ァセ トキシ— α, )3—不飽和カルボン酸エステルと 2—プロパノールの混合液に光照射すると、 対応する α—ァセ トキシー J , y—ジメチルー Ί—ブチ口ラク トン誘導体が生成することが報告さ れている。 しかし、 上記の各方法は、 一般に原料の入手が容易でなかつ たり、 反応に特殊な条件を必要とする。 また、 ( 1 ) 位にヒ ドロキシル基を有し且つ γ位に非芳香族性炭素 環が結合したスピロタイプの Υ —プチロラク トン誘導体、 ( 2 ) α位に ヒ ドロキシル基を有し、 位にハロアルキル基、 置換ォキシカルボニル 基、 シァノ基又はァリール基を有し、 且つ γ位に結合している基が水素 原子、 炭化水素基又は複素環式基である γ —プチロラク トン誘導体、 (
3 ) α位にヒ ドロキシル基を有すると共に、 γ位に水素原子と、 炭化水 素基及ぴ複素環式基から選択された基とが結合している γ —プチロラク トン誘導体、 及び (4 ) γ位に橋かけ環炭化水素基が結合した ctーヒ ド 口キシー γーブチロラク トン誘導体及びその (メタ) アタ リ ロイル体は 知られていない。 さ らに、 /3位にヒ ドロキシル基を有する γ —ブチロラ ク トン誘導体を簡易に且つ効率よく得る方法もほとんどない。
また一方、 半導体集積回路の微細パターンの形成には、 薄膜を形成し た基板上をレジス トで被覆し、 選択露光によ り所望のパターンの潜像を 形成した後、 現像により レジス トパターンを形成し、 このパターンをマ スク と して ドライエッチングを行い、 その後にレジス トを除去すること により所望のパターンを得るリ ソグラフィ技術が利用されている。 この リ ソグラフィ技術においては、 露光源と して、 g線、 i線などの紫外線 が使用されているが、 パターンの微細化に伴い、 よ り短波長の遠紫外線 、 真空紫外線、 エキシマレ一ザ一光線、 電子線、 X線などの放射線が利 用されるよ うになっている。
上記のような短波長の露光源 ( A r Fエキシマレーザーなど) を用い て微細なパターンを形成するには、 用いるレジス トが露光源の波長にお いて透明性に優れていると ともに、 基板に対する密着性に優れ、 ドライ ェツチング耐性を有し、 且つ現像時における現像液溶解性に優れている ことが要求される。 近年、 このようなレジス ト材料と して橋かけ環ゃラ ク トン環を有する重合性モノマーの重合体が注目されている。 例えば、 特開平 9 一 7 3 1 7 3号公報には、 短波長の露光源に適した フォ トレジス トと して、 ァダマンタンなどの脂環式炭化水素基で保護さ れ且つ酸によ り脱離してアル力リ可溶性とならしめる構造単位を含む重 合体と酸発生剤とを含むレジス ト材料が提案されている。 このレジス ト 材料は、 芳香環を含まないため上記 A r Fエキシマレーザー光等に対し て透明であり、 ドライエッチング耐性にも優れる。 しかし、 このレジス ト材料は、 現像時において、 光照射により発生した酸による保護部の脱 離性が十分でなく、 現像液に速やかに溶解しない場合がある。 そのため 、 解像性 (感光性、 感度) の点で未だ十分とは言えない。 また、 基板に 対する密着性の点でも十分と言えない。
発明の開示
従って、 本発明の目的は、 温和な条件下、 付加又は置換反応により有 機化合物を効率よく製造する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、 不飽和化合物の不飽和結合を形成する炭素原子 や橋かけ環式化合物などのメチン炭素原子に、 直接ヒ ドロキシメチル基 、 アルコキシメチル基、 ァシル基、 第 3級炭素原子などを結合できる有 機化合物の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、 アルコールと不飽和化合物と酸素から、 対応する 1 , 3 —ジヒ ドロキシ化合物を収率よく得る方法を提供するこ とにある。
本発明の他の目的は、 入手容易な原料から温和な条件下で α —ヒ ドロ キシ— γ—プチロラク トン誘導体を製造する方法を提供することにある
本発明のさらに他の目的は、 γ位に非芳香族性炭素環が結合したスピ 口タイプの α —ヒ ドロキシー 一ブチロラク トン誘導体を提供すること にある。
本発明の他の目的は、 /3 —ヒ ドロキシ一 γ —ブチ口ラク トン誘導体を 簡易に効率よく製造する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、 光照射により生成する酸の作用により速 やかに現像液に溶解し、 微細なパターンを安定且つ高い精度で形成でき る感応性樹脂組成物、 並びに該感応性樹脂組成物を得る上で有用な酸感 応性重合体とその原料化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、 基板に対する密着性に優れたレジス ト被膜を形 成できる感応性樹脂組成物、 並びに該感応性樹脂組成物を得る上で有用 な酸感応性重合体とその原料化合物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、 V位に橋かけ環炭化水素基が結合した新 規な α —ヒ ドロキシー γ—プチ口ラク トン誘導体及びその (メタ) ァク リ ロイル体を提供することにある。
本発明の他の目的は、 フォ トレジス ト用樹脂組成物を構成する酸感応 性重合体のモノマー原料と して有用な新規な γ —プチロラク トン誘導体 を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、 アルコールと不飽和化合物と酸素から、 対応する共役不飽和化合物を得る方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、 ァセタールと不飽和化合物と酸素から、 対応す る —ヒ ドロキシァセタール化合物を収率よく得る方法を提供すること にめる。
本発明のさらに他の目的は、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和 化合物と酸素から、 対応するヒ ドロキシ化合物を収率よく得る方法を提 供することにある。
本発明の他の目的は、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和化合物 と酸素から、 対応するカルボニル化合物を収率よく得る方法を提供する ことにある。
本発明のさらに他の目的は、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和 化合物と酸素から、 電子吸引基含有化合物を収率よく得る方法を提供す ることにある。
本発明の他の目的は、 アルコールとメチン炭素原子を有する化合物と 酸素から、 対応する力ップリ ング生成物を収率よく得る方法を提供する ことにある。
本発明のさらに他の目的は、 メチン炭素原子を有する化合物と酸素か ら、 対応する力ップリ ング生成物を収率よく得る方法を提供することに ある。
本発明者らは、 前記目的を達成するため鋭意検討した結果、 特定構造 のィ ミ ド化合物を触媒と して用いると、 酸素及び/又は前記ィ ミ ド化合 物に対するラジカル発生剤の存在下、 安定なラジカルを生成可能な化合 物とラジカル捕捉性化合物との反応により、 温和な条件で対応する付加 若しく は置換反応生成物又はそれらの酸化生成物が得られることを見出 また、 分子状酸素の存在下、 特定構造のイ ミ ド化合物を触媒と して、 アルコールと α, —不飽和カルボン酸誘導体とを反応させると、 温和 な条件で対応するひ 一ヒ ドロキシー γ —ブチロラク トン誘導体が得られ ること、 前記ひ 一ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体を溶媒に溶解 させることにより、 簡易に且つ効率よく対応する |3 —ヒ ドロキシー γ — プチ口ラク トン誘導体に異性化できること、 前記 α —ヒ ドロキシー γ — プチロラク トン誘導体から誘導される (メタ) アク リル酸ヱステル誘導 体を単量体とする重合体をフォ トレジス ト用樹脂と して用いると、 光照 射によ り光酸発生剤から生成する酸によって重合体から前記前記ラク ト ン環部位が速やかに脱離し、 該重合体及び脱離成分が現像液に容易に溶 解して除去でき、 解像性や現像効率を大きく 向上できると共に、 基板に 対する密着性にも優れることを見出した。
さらに、 橘かけ環炭化水素基を有するアルコールと α, 3—不飽和力 ルボン酸誘導体とを、 分子状酸素の存在下、 特定構造のイ ミ ド化合物を 触媒と して反応させると、 γ位に撟かけ環炭化水素基が結合した新規な α —ヒ ドロキシー 一ブチc=o ,口ラク トン誘導体が得られること、 及び該 α —ヒ ドロキシー γ —プチロラク トン誘導体を (メタ) ァク リ ロイル化す ることによ り、 酸感応性重合体のモノマ一原料と して有用な新規な γ — プチロ ラク トン誘導体が得られることを見出した。
さらにまた、 分子状酸素の存在下、 特定構造のイ ミ ド化合物を触媒と して、 特定のアルコール又はメチン炭素原子を有する化合物と特定の不 飽和化合物とを反応させると、 温和な条件で対応する共役不飽和化合物 又は電子吸引性基含有化合物が得られることを見出した。
本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、 本発明は、 下記式 ( 1 )
II
、 c、
N - X ( 1 )
、、- R2一
(式中、 R 1及び R 2は、 同一又は異なって、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァ リ一ル基、 シク ロアルキル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコ キシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボニル基、 ァシル基を示し、 R 1及び R 2は互いに結合して二重結合、 又は芳香族性若しく は非芳香族 性の環を形成してもよい。 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示す。 前 記 R R 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合又は 芳香族性若しく は非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N— 置換環状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個結合していてもよい)
で表されるィ ミ ド化合物触媒と、 酸素及び/又は該ィ ミ ド化合物に対す るラジカル発生剤の存在下、 (A) (A1) 酸素原子の隣接位に炭素一水 素結合を有する酸素原子含有化合物、 (A2) カルボニル基含有化合物、 及び (A3) メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物から選 択された安定なラジカルを生成可能な化合物と、 (B ) (B1) 不飽和化 合物、 (B2) メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物及び (B3) ヘテロ原子含有化合物から選択されたラジカル捕捉性化合物 (伹 し、 化合物 (A) と して 1 , 2—ジカルボニル化合物又はそのヒ ドロキ シ還元体を用いる場合には、 前記 (B1) 及び (B3) から選択されたラジ カル捕捉性化合物) とを反応させて、 前記化合物 (A) と化合物 (B ) との付加若しく は置換反応生成物又はそれらの酸化生成物を得ることを 特徴とする有機化合物の製造法を提供する。
前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (All) 下記式 ( 2 )
0H
人 (2)
Ra Rb (式中、 R a、 R bは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。
R '、 R bは、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成してい てもよい)
で表されるアルコールと、 (B11) 下記式 ( 3 )
Figure imgf000010_0001
(式中、 R'、 Rd、 R°は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示し、 Yは電子吸引性基を示す。 R R d、 R\ Yは互いに結合して 、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合と と もに環を形成してもよい) で表される活性ォレフィンとを反応させることによ り、 下記式 ( 4 )
Figure imgf000011_0001
(式中、 R'、 Rb、 R \ Rd、 R'、 Yは前記に同じ)
で表される 1, 3 —ジヒ ドロキシ化合物を得ることができる。
本発明は、 また、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるィ : ド化合物を触媒と し、 (All) 前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと
(B12) 下記式 ( 5 )
Figure imgf000011_0002
(式中、 Re、 Rd、 R \ R f は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機 基を示す。 R 、 R\ R'は互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭 素一炭素結合と ともに環を形成してもよい)
で表される α, ]3 —不飽和カルボン酸誘導体とを反応させて、 下記式 ( 6 )
(6)
Figure imgf000011_0003
(式中、 R'、 R \ R \ Rd、 R 'は前記に同じ)
で表される α—ヒ ドロキシ一 y —プチロラク トン誘導体を生成させる ーヒ ドロキシー ツ 一プチロラク トン誘導体の製造法を提供する。
本発明は、 さ らに、 下記式 (6a)
Figure imgf000012_0001
(式中、 R a、 R bは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R°、 Rbは、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成しても よレ、。 R \ R 'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R 'と R'は、 互いに結合して、 隣接する炭素一炭素結合と と もに環を形成 してもよい)
で表される α—ヒ ドロキシー y—プチロラク トン誘導体を溶媒中に溶解 させ、 下記式 ( 7 )
Figure imgf000012_0002
(式中、 Ra、 R \ R \ R'は前記に同じ)
で表される / 3 —ヒ ドロキシ一 γ—プチロラク トン誘導体を生成させる ーヒ ドロキシー γ—プチ口ラク トン誘導体の製造法を提供する。
本発明は、 さらにまた、 下記式(6b)
Figure imgf000013_0001
(式中、 環 Aは非芳香族性炭素環を示し、 R R d、 R 'は、 同一又は 異なって、 水素原子又は有機基を示す。 Re、 R d、 R 'は互いに結合し て、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合と と もに環を形成してもよい )
で表される α— ヒ ドロキシ一 y—プチ口ラク トン誘導体 (以下、 「 α— ヒ ドロキシ一 γ—プチロラク トン誘導体 1」 と称することがある) を提 供する。
本発明は、 また、 下記式(6c)
Figure imgf000013_0002
(式中、 Ra l、 Rb lは、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 複素環式基を示し、 R '1及び Rb lは、 互いに結合して、 隣接する炭素原 子と共に環を形成してもよい。 Re lはハロアルキル基、 置換ォキシカル ボニル基、 シァノ基又はァリール基を示し、 Rd、 R。は、 同一又は異な つて、 水素原子又は有機基を示す。 R e l、 R d、 ま互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合と共に環を形成してもよい) で表される α—ヒ ドロキシ一 γ—ブチロラタ ト ン誘導体 (以下、 「 α— ヒ ドロキシ— γ 一プチロラク トン誘導体 2」 と称することがある) を提 供する。
本発明は、 さらに、 下記式(6d)
Figure imgf000014_0001
(式中、 Rb 2は、 同一又は異なって、 炭化水素基又は複素環式基を示し 、 R \ R R eは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。 R\ Rd、 R。は互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭素—炭素結 合と ともに環を形成してもよい)
で表される α —ヒ ドロキシー γ —プチ口ラタ トン誘導体 (以下、 「α— ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体 3」 と称することがある) を提 供する。
本発明は、 さらにまた、 下記式(8 )
Figure imgf000014_0002
(式中、 Ra 3、 Rb 3は、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 複素環式基を示し、 Ra 3及び R b 3は、 互いに結合して、 隣接する炭素原 子と共に環を形成してもよレ、。 R \ R d、 R eは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 RE、 Rd、 R。は互いに結合して、 隣接す る炭素原子又は炭素—炭素結合と と もに環を形成してもよい。 R sは水 素原子又はメチル基を示す) で表される α — (メタ) ァク リ ロイルォキ 7 プチ口ラク ト ン誘導 体を提供する。
本発明は、 また、 下記式 ( 9 )
Figure imgf000015_0001
(式中、 R'3、 Rb 3は、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 複素環式基を示し、 R '3及び R b3は、 互いに結合して、 瞵接する炭素原 子と共に環を形成してもよレ、。 R \ Rd、 R 'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Re、 Rd、 R sは互いに結合して、 隣接す る炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい。 R 'は水 素原子又はメチル基を示す)
で表される構造単位を有する重合体を提供する。
本発明は、 さらに、 上記の重合体と光酸発生剤とを含む感光性樹脂組 成物を提供する。
本発明は、 さ らにまた、 下記式 (10)
Figure imgf000015_0002
(式中、 Rは水素原子又は (メタ) ァク リ ロイル基を示し、 Ra、 R Rd、 R 'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R"は橘 かけ環炭化水素基を示す。 R '、 Rd、 Reは互いに結合して、 隣接する 炭素原子又は炭素一炭素結合とともに環を形成してもよい)
で表される γ —プチロラク トン誘導体を提供する。
この γ—プチロラク トン誘導体において、 橋かけ環炭化水素基は、 2 環系又は 3環系の橋かけ環炭化水素基であってもよい。 また、 撟かけ環 炭化水素基における橘かけ環には、 ァダマンタン環、 パーヒ ドロインデ ン環、 デカ リ ン環、 パーヒ ドロフルオレン環、 パ一ヒ ドロアン トラセン 環、 パ一ヒ ドロ フエナン ト レン環、 ト リ シク ロ [ 5. 2. 1. 0 2' 6] デカン環、 パーヒ ドロアセナフテン環、 パ一ヒ ドロ フエナレン環、 ノル ボルナン環、 ノルボルネン環などが含まれる。
本発明は、 さ らに、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるィ ミ ド化合物を触媒と し、 (A12) 下記式 (2a)
Figure imgf000016_0001
(式中、 R '、 R iは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す c R \ は、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成してレ てもよい)
で表されるアルコールと、 (B13) 下記式 (3a)
Figure imgf000016_0002
(式中、 R d、 R eは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す。 Rd、 R\ Yは互いに結合して、 隣接する炭 素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (U)
Figure imgf000017_0001
(式中、 R d、 R \ R '、 R j、 Yは前記に同じ)
で表される共役不飽和化合物を得る共役不飽和化合物の製造法を提供す る。
前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で 表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (A13) 下記式 (12)
Figure imgf000017_0002
(式中、 R k、 Rm、 R nは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示す。 Rra、 R nは、 互いに結合して、 式中に示される隣接する 2個の酸 素原子及び炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表されるァセタールと、 (B11) 前記式 ( 3 ) で表される活性ォレフ インとを反応させることによ り、 下記式 (13)
Figure imgf000017_0003
(式中、 R e、 R \ R \ R k、 Rra、 R \ Yは前記に同じ)
で表される /3 — ヒ ドロキシァセタ一ル化合物を得ることができる。
また、 前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (A31) 下記式 (14)
Figure imgf000018_0001
(式中、 R °、 R \ R 11は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R °、 R R。は互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成していても よい)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B11). 上記式 ( 3 ) で 表される活性ォレフィンとを反応させることによ り、 下記式 (15) 及び 式 (16)
Figure imgf000018_0002
(15) (16)
(式中、 R e、 R d、 R \ R°、 R p、 R。、 Yは前記に同じ)
から選択された少なく とも 1種のヒ ドロキシ化合物を得ることができる また、 前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 前記 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (A31) 上記式 (14) で 表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B14) 下記式 (3b)
(3b)
Figure imgf000018_0003
(式中、 R e、 R dは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す。 R e、 R d、 Yは互いに結合して、 隣接する炭 素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい)
で表される活性ォレフィンとを反応させることによ り、 下記式 (17)
Figure imgf000019_0001
(式中、 R e、 Rd、 R。、 R R Yは前記に同じ)
で表されるカルボニル化合物を得ることができる。
本発明は、 また、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (A31) 前記式 (14) で表されるメチン炭素原子 を有する化合物と、 (B15) 下記式 (3c)
(3c)
H' 、Y
(式中、 R。は水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (18)
Figure imgf000019_0002
(式中、 R '、 R °、 R p、 R \ Yは前記に同じ)
で表される有機化合物を得る電子吸引基含有化合物の製造法を提供する また、 前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 前記 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (All) 前記式 ( 2 ) で 表されるアルコールと、 (B21) 前記式 (14) で表されるメチン炭素原 子を有する化合物とを反応させることにより、 下記式 (19)
Figure imgf000020_0001
(式中、 R'、 Rb、 R°、 Rp、 Rqは前記に同じ)
で表されるアルコールを得ることができる。
さらに、 前記有機化合物の製造法において、 分子状酸素の存在下、 前 記式 ( 1 ) で表されるィ ミ ド化合物を触媒と し、 (A32) 下記式 (14a)
R
Rpi-CH (14a)
Dqi
(式中、 RD l、 Rp RQ lは、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R 01 、 Rp l、 RQ lは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に澴を形成して いてもよレヽ)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B22) 下記式 (14b)
Figure imgf000020_0002
(式中、 R°2、 Rv Rq 2は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R°2 、 Rp 2、 Rq 2は互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成して いてもよい) で表されるメチン炭素原子を有する化合物とを反応させることによ り、 下記式 (20)
Rol2
Rpl— C一 C一 Rp2 (20)
RqlRq2
(式中、 RQ l、 R p l、 Rq R。2、 Rp 2、 は前記に同じ)
で表されるカツプリ ング生成物を得ることができる。
上記の有機化合物の製造法、 α —ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘 導体の製造法、 共役不飽和化合物の製造法及び電子吸引基含有化合物の 製造法において、 金属化合物を助触媒と して用いることができる。
なお、 本明細書における 「有機基」 とは、 炭素原子含有基だけでなく 、 例えば、 ハロゲン原子、 ヒ ドロキシル基、 メルカプト基、 アミ ノ基、 二 トロ基、 スルホン酸基などの非金属原子含有基を含む広い意味で用い る。 発明を実施するための最良の形態
[ィ ミ ド化合物]
本発明において触媒と して用いられる前記式 ( 1 ) で表されるィ ミ ド 化合物において、 置換基 R 1及び R 2のうちハロゲン原子には、 ヨ ウ素、 臭素、 塩素およびフッ素が含まれる。 アルキル基には、 例えば、 メチル 、 ェチル、 プロ ピル、 イ ソプロ ピル、 ブチル、 イ ソブチル、 s —ブチル 、 t ーブチル、 ペンチル、 へキシノレ、 ヘプチル、 ォクチル、 デシル基な どの炭素数 1〜 1 0程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基が含まれる。 好ましいアルキル基と しては、 例えば、 炭素数 1〜 6程度、 特に炭素数 1〜 4程度の低級アルキル基が挙げられる。 ァリール基には、 フエニル、 ナフチル基などが含まれ、 シクロアルキ ル基には、 シク ロペンチル、 シクロへキシル基などが含まれる。 アルコ キシ基には、 例えば、 メ トキシ、 エ トキシ、 プロボキシ、 イソプロポキ シ、 ブ トキシ、 イ ソブ トキシ、 t —ブ トキシ、 ペンチノレオキシ、 へキシ ルォキシ基などの炭素数 1 〜 1 0程度、 好ましく は炭素数 1 〜 6程度、 特に炭素数 1 〜 4程度の低級アルコキシ基が含まれる。
アルコキシカルボニル基には、 例えば、 メ トキシカルボニル、 ェ 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 トキシカノレポニル、 イ ソブ トキシカルボニル、 t 一ブ トキシカルボ二ノレ 、 ペンチルォキシカルボニル、 へキシルォキシカルボニル基などのアル コキシ部分の炭素数が 1 〜 1 0程度のアルコキシカルボニル基が含まれ る。 好ましいアルコキシカルボニル基にはアルコキシ部分の炭素数が 1 〜 6程度、 特に 1 〜 4程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。 ァシル基と しては、 例えば、 ホルミル、 ァセチル、 プロピオニル、 ブ チリル、 イソブチリル、 ノく レリル、 イソノく レ リ ノレ、 ビバロイル基などの 炭素数 1 ~ 6程度のァシル基が例示できる。
前記置換基 R 1及び R 2は、 同一又は異なっていてもよい。 また、 前記 式 ( 1 ) において、 R 1及ぴ R 2は互いに結合して、 二重結合、 または芳 香族性又は非芳香属性の環を形成してもよい。 好ましい芳香族性又は非 芳香族性環は 5〜 1 2員環、 特に 6〜 1 0員環程度であり、 複素環又は 縮合複素環であってもよいが、 炭化水素環である場合が多い。 このよ う な環には、 例えば、 非芳香族性脂環式環 (シクロへキサン環などの置換 基を有していてもよいシクロアルカン環、 シク口へキセン環などの置換 基を有していてもよいシクロアルケン環など) 、 非芳香 性橋かけ環 ( 5 —ノルボルネン環などの置換基を有していてもよい橋かけ式炭化水素 環など) 、 ベンゼン環、 ナフタレン環などの置換基を有していてもよい 芳香族環 (縮合環を含む) が含まれる。 前記環は、 芳香族性環で構成さ れる場合が多い。 前記環は、 アルキル基、 ハロアルキル基、 ヒ ドロキシ ル基、 アルコキシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボニル基、 ァシ ル基、 ニ トロ基、 シァノ基、 アミノ基、 ハロゲン原子などの置換基を有 していてもよレ、。
前記式 ( 1 ) において、 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示し、 窒 素原子 Nと Xとの結合は単結合又は二重結合である。
前記 R R 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合 又は芳香族性若しく は非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N—置換環状ィ ミ ド基がさ らに 1又は 2個結合していてもよい。 例えば 、 R 1又は R 2が炭素数 2以上のアルキル基である場合、 このアルキル基 を構成する隣接する 2つの炭素原子を含んで前記 N—置換環状ィ ミ ド基 が形成されていてもよい。 また、 R 1及び R 2が互いに結合して二重結合 を形成する場合、 該二重結合を含んで前記 N—置換環状イ ミ ド基が形成 されていてもよい。 さ らに、 R 1及び R 2が互いに結合して芳香族性若し く は非芳香族性の環を形成する場合、 該環を構成する隣接する 2つの炭 素原子を含んで前記 N—置換環状ィ ミ ド基が形成されていてもよい。 好ま しいイ ミ ド化合物には、 下記式で表される化合物が含まれる。
Figure imgf000023_0001
(la) (lb) (lc)
Figure imgf000024_0001
(Id) (le) (If)
(式中、 R3〜 R6は、 同一又は異なって、 水素原子、 アルキル基、 ハロ アルキル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコキシ基、 カルボキシル基、 アルコ キシカルボニル基、 ァシル基、 ニ トロ基、 シァノ基、 アミ ノ基、 ハロゲ ン原子を示す。 R3〜R6は、 隣接する基同士が互いに結合して芳香族性 又は非芳香族性の環を形成していてもよい。 式 (If) 中、 Aはメチレン 基又は酸素原子を示す。 R R2は前記に同じ。 式 (lc) のベンゼン環 には、 式 (lc) 中に示される N—置換環状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個 結合していてもよレ、。 Xは前記に同じ)
置換基 R 3〜 R 6において、 アルキル基には、 前記例示のアルキル基と 同様のアルキル基、 特に炭素数 1〜 6程度のアルキル基が含まれ、 ハロ アルキル基には、 ト リ フルォロメチル基などの炭素数 1〜 4程度のハロ アルキル基、 アルコキシ基には、 前記と同様のアルコキシ基、 特に炭素 数 1〜 4程度の低級アルコキシ基、 アルコキシカルボニル基には、 前記 と同様のアルコキシカルボニル基、 特にアルコキシ部分の炭素数が 1〜 4程度の低級アルコキシカルボニル基が含まれる。 また、 ァシル基と し ては、 前記と同様のァシル基、 特に炭素数 1 〜 6程度のァシル基が例示 され、 ハロゲン原子と しては、 フッ素、 塩素、 臭素原子が例示できる。 置換基 R3〜R 6は、 通常、 水素原子、 炭素数 1〜 4程度の低級アルキル 基、 カルボキシル基、 ニ トロ基、 ハロゲン原子である場合が多い。 R 3 〜R 6が互いに結合して形成する環と しては、 前記 R 1及び R 2が互いに 結合して形成する環と同様であり、 特に芳香族性又は非芳香族性の 5〜 1 2員環が好ましい。
好ましいイ ミ ド化合物の代表的な例と して、 例えば、 N—ヒ ドロキシ コノヽク酸ィ ミ ド、 N—ヒ ドロキシマレイ ン酸ィ ミ ド、 N—ヒ ドロキシへ キサヒ ドロフタル酸イ ミ ド、 N, N ' —ジヒ ドロキシシク ロへキサンテ トラカルボン酸イ ミ ド、 N—ヒ ドロキシフタル酸イ ミ ド、 N—ヒ ドロキ シテ トラブロモフタル酸ィ ミ ド、 N—ヒ ドロキシテ トラク ロ口フタル酸 イ ミ ド、 N— ヒ ドロキシへッ ト酸イ ミ ド、 N—ヒ ドロキシハイ ミ ック酸 イ ミ ド、 N—ヒ ドロキシ ト リ メ リ ッ ト酸イ ミ ド、 N , —ジヒ ドロキ シピロメ リ ッ ト酸イ ミ ド、 Ν, Ν ; —ジヒ ドロキシナフタ レンテ トラ力 ルボン酸ィ ミ ドなどが挙げられる。
式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物は、 慣用のィ ミ ド化反応、 例えば、 対応する酸無水物とヒ ドロキシルァ ミ ン Ν Η 2 Ο Ηとを反応させ、 酸無 水物基の開環及び閉澴を経てィ ミ ド化する方法によ り調製できる。
前記酸無水物には、 例えば、 無水コハク酸、 無水マ レイ ン酸などの飽 和又は不飽和脂肪族ジカルボン酸無水物、 テ トラヒ ドロ無水フタル酸、 へキサヒ ドロ無水フタル酸 ( 1, 2 —シク ロへキサンジカルボン酸無水 物) 、 1, 2, 3, 4 ーシク ロへキサンテ トラカルボン酸 1, 2—無水 物などの飽和又は不飽和非芳香族性環状多価カルボン酸無水物 (脂環式 多価カルボン酸無水物) 、 無水へッ ト酸、 無水ハイ ミ ック酸などの橋か け環式多価カルボン酸無水物 (脂環式多価カルボン酸無水物) 、 無水フ タル酸、 テ トラブロモ無水フタル酸、 テ トラク ロ口無水フタル酸、 無水 ニ トロ フタル酸、 無水ト リ メ ッ ト酸、 メチルシク 口へキセン ト リ カルボ ン酸無水物、 無水ピロメ リ ッ ト酸、 無水メ リ ト酸、 1, 8 ; 4 , 5 —ナ フタ レンテ トラカルボン酸二無水物などの芳香族多価カルボン酸無水物 が含まれる。
特に好ましいイ ミ ド化合物は、 脂環式多価カルボン酸無水物又は芳香 族多価カルボン酸無水物、 なかでも芳香族多価カルボン酸無水物から誘 導される N—ヒ ドロキシイ ミ ド化合物、 例えば、 N—ヒ ドロキシフタル 酸ィ ミ ド等が含まれる。
式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物は一種又は二種以上使用できる。 前 記イ ミ ド化合物は、 担体に担持した形態で用いてもよい。 担体と しては 、 活性炭、 ゼォライ ト、 シリカ、 シリカ—アルミナ、 ベン トナイ トなど の多孔質担体を用いる場合が多い。
前記イ ミ ド化合物の使用量は、 広い範囲で選択でき、 例えば、 前記安 定なラジカルを生成可能な化合物 (A) 及びラジカル捕捉性化合物 (B ) のうち少量用いる方の化合物 1モルに対して 0. 0 0 0 1 〜 1モル、 好ましくは 0. 0 0 1〜 0. 5モル、 さ らに好ましく は 0. 0 1〜 0. 4モル程度であり、 0. 0 5〜0. 3 5モル程度である場合が多い。
[助触媒]
本発明の方法では、 前記イ ミ ド化合物とともに、 助触媒と して金属化 合物を用いてもよい。 前記ィ ミ ド化合物と金属化合物とを併用すること により、 反応速度や反応の選択性を向上させることができる。
この金属化合物を構成する金属元素と しては、 特に限定されず、 周期 表 1〜 1 5族の金属元素の何れであってもよい。 なお、 本明細書では、 ホウ素 Bも金属元素に含まれるものとする。 例えば、 前記金属元素と し て、 周期表 1族元素 (L i 、 N a、 Kなど) 、 2族元素 (M g、 C a、 S r、 B aなど) 、 3族元素 (S c、 ランタノイ ド元素、 ァクチノイ ド 元素など) 、 4族元素 (T i 、 Z r、 H f など) 、 5族元素 (Vなど) 、 6族元素 (C r 、 M o、 Wなど) 、 7族元素 (M nなど) 、 8族元素 (F e、 R uなど) 、 9族元素 (C o、 R hなど) 、 1 0族元素 (N i 、 P d、 P tなど) 、 1 1族元素 (C uなど) 、 1 2族元素 (Z nなど ) 、 1 3族元素 (B、 A 1 、 I nなど) 、 1 4族元素 (S n、 P bなど ) 、 1 5族元素 (S b、 B i など) などが挙げられる。 好ましい金属元 素には、 遷移金属元素 (周期表 3〜 1 2族元素) が含まれる。 なかでも 、 周期表 5〜 1 1族元素、 特に、 6族、 7族及び 9族元素が好ましく、 と りわけ、 V、 M o、 C o、 M nなどが好ましい。 金属元素の原子価は 特に制限されないが、 0〜 6価程度である場合が多い。
金属化合物と しては、 前記金属元素の単体、 水酸化物、 酸化物 (複合 酸化物を含む) 、 ハロゲン化物 (フッ化物、 塩化物、 臭化物、 ヨ ウ化物 ) 、 ォキソ酸塩 (例えば、 硝酸塩、 硫酸塩、 リ ン酸塩、 ホウ酸塩、 炭酸 塩など) 、 ォキソ酸、 イソポリ酸、 ヘテロポリ酸などの無機化合物 ; 有 機酸塩 (例えば、 酢酸塩、 プロピオン酸塩、 青酸塩、 ナフテン酸塩、 ス テアリン酸塩など) 、 錯体などの有機化合物が挙げられる。 前記錯体を 構成する配位子と しては、 〇H (ヒ ドロキソ) 、 アルコキシ (メ トキシ 、 エ トキシ、 プロボキシ、 ブ トキシなど) 、 ァシル (ァセチル、 プロ ピ ォニルなど) 、 アルコキシカルボ二ノレ (メ トキシカノレポニル、 エ トキシ カルボニルなど) 、 ァセチルァセ トナ ト、 シク ロペンタジェニル基、 ハ ロゲン原子 (塩素、 臭素など) 、 C O、 C N、 酸素原子、 H 2 0 (アコ ) 、 ホスフィ ン ( ト リ フエ二ノレホスフィ ンなどの ト リァ リーノレホスフィ ンなど) のリ ン化合物、 N H 3 (アンミ ン) 、 N O、 N O 2 (ニ トロ) 、 N O 3 (ニ トラ ト) 、 エチレンジァ ミ ン、 ジエチレン ト リ ア ミ ン、 ピリ ジン、 フエナン ト口 リンなどの窒素含有化合物などが挙げられる。
金属化合物の具体例と しては、 例えば、 コバルト化合物を例にとると 、 水酸化コバル ト、 酸化コバル ト、 塩化コバルト、 臭化コバル ト、 硝酸 コバル ト、 硫酸コバル ト、 リン酸コバル トなどの無機化合物 ; 酢酸コバ ル ト、 ナフテン酸コバル ト、 ステア リ ン酸コバル トなどの有機酸塩 ; コ バルトァセチルァセ トナトなどの錯体等の 2価又は 3価のコバルト化合 物などが挙げられる。 また、 バナジウム化合物の例と しては、 水酸化バ ナジゥム、 酸化バナジウム、 塩化バナジウム、 塩化バナジル、 硫酸バナ ジゥム、 硫酸バナジル、 バナジン酸ナ トリ ウムなどの無機化合物 ; バナ ジゥムァセチルァセ トナト、 バナジルァセチルァセ トナトなどの錯体等 の 2〜 5価のバナジウム化合物などが挙げられる。 さらに、 モリブデン 化合物の例と しては、 水酸化モリブデン、 酸化モリブデン、 塩化モリブ デン、 臭化モリブデン、 硫化モリブデン、 モリブデン酸又はその塩、 リ ンモ リブデン酸又はその塩、 ケィモ リブデン酸又はその塩などの無機化 合物 ; モリブデンカルボニル、 ビス (ァセチルァセ トナト) ジォキソモ リブデン、 クロ口 ト リカノレポ-ノレ ( 7)—シクロペンタジェ二ノレ) モリブ デン、 ジブロモビス ( —シクロペンタジェニルモリブデンなどの錯体 等の 0〜 6価のモリブデン化合物などが挙げられる。 他の金属元素の化 合物と しては、 前記コバルト、 バナジウム又はモリブデン化合物に対応 する化合物などが例示される。 金属化合物は、 単独で又は 2種以上組み 合わせて使用できる。 特に、 2価の金属化合物 (例えば 2価のコバル ト 化合物) と 3価の金属化合物 (例えば 3価のコバル ト化合物) とを組み 合わせて用いることにより、 目的化合物の収率や選択率を向上させるこ とができる。
前記金属化合物の使用量は、 例えば、 前記化合物 (Α ) 及び化合物 ( Β ) のうち少量用いる方の化合物 1モルに対して、 0 . 0 0 0 1 〜 0 . 7モル、 好ましく は 0 . 0 0 :!〜 0 . 5モル、 さらに好ましく は 0 . 0 0 2〜 0 . 1 モル程度であり、 0 . 0 0 5〜 0 . 0 5モル程度である場 合が多い。
[酸素、 ラジカル発生剤]
酸素と しては、 分子状酸素及び発生期の酸素の何れであってもよい。 分子状酸素と しては、 純粋な酸素を用いてもよく、 窒素、 ヘリ ウム、 ァ ルゴン、 二酸化炭素などの不活性ガスで希釈した酸素を使用してもよい 操作性及び安全性のみならず経済性などの点から、 空気を使用するの が有利である。 酸素は前記化合物 (A ) 及び化合物 (B ) のうち少量用 いる方の化合物に対して過剰モル使用してもよい。
本発明で用いるラジカル発生剤と しては、 広い意味に用い、 前記イ ミ ド化合物の窒素原子に結合している酸素原子にラジカル (> Ν Ο · ) を 生成可能な物質であればよい。 このようなラジカル発生剤と して、 例え ば、 ハロゲン (ヨウ素、 臭素、 塩素など) 、 過酸化物などのラジカル開 始剤 ; 一酸化炭素、 窒素酸化物、 硫黄酸化物などの酸素原子含有ガス ( 酸化性ガス) ; 電極 ; アルデヒ ドなどの過酸化物前駆体などが挙げられ る。 なお、 前記金属化合物はラジカル発生剤にも分類できる。 これらの ラジカル発生剤は 1種又は 2種以上混合して使用できる。 前記ラジカル 発生剤の使用量は触媒量であってもよいが、 前記化合物 (Α ) 及び化合 物 (Β ) のうち少量用いる方の化合物に対して過剰モル使用してもよい 酸素とラジカル発生剤とは何れか一方のみを用いてもよく、 両者を併 用してもよい。
[安定なラジカルを生成可能な化合物 (Α ) ]
安定なラジカルを生成可能な化合物 (Α ) には、 (A 1 ) 酸素原子の隣 接位に炭素一水素結合を有する酸素原子含有化合物、 (Α2) カルボニル 基含有化合物、 及び (A3) メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有す る化合物が含まれる。 これらの化合物は単独で用いてもよく 2種以上を 併用してもよい。 また、 これらの化合物は、 反応を阻害しない範囲で種 々の置換基を有していてもよい。 前記安定なラジカルを生成可能な化合 物 (Α ) は、 本反応においてラジカル供与性化合物と して機能する。 酸素原子の隣接位に炭素一水素結合を有する酸素原子含有化合物 (A1 ) と しては、 (A 1- 1 ) 第 1級又は第 2級アルコール、 (A 1- 2) 酸素原子 の隣接位に炭素一水素結合を有するエーテル、 (A 1 - 3) 酸素原子の隣接 位に炭素一水素結合を有するァセタール (へミアセタールも含む) など が例示できる。
前記第 1級又は第 2級アルコール (A1- 1 ) には、 広範囲のアルコール が含まれる。 アルコールは、 1価、 2価又は多価アルコールの何れであ つてもよレヽ。
代表的な第 1級アルコールと しては、 メタノール、 エタノール、 1 — プロ ノ、0ノール、 1 ーブタノ—ル、 2—メチノレ一 1 ープロ ノ ノール、 1 - ペンタノ一ノレ、 1 —へキサノ一ノレ、 1 —ォクタノ一ノレ、 1 ーデカノーノレ 、 1 一へキサデ力ノール、 2—ブテン一 1 一オール、 エチレングリ コ一 ノレ、 ト リメチレングリ コーノレ、 へキサメチレングリ コーノレ、 ペンタエリ スリ トールなどの炭素数 1 〜 3 0 (好ましく は 1 〜 2 0、 さらに好まし くは 1 〜 1 5 ) 程度の飽和又は不飽和脂肪族第 1級アルコール ; シクロ ペンチルメチルァノレコール、 シクロへキシノレメチルアルコール、 2—シ ク口へキシルエチルアルコールなどの飽和又は不飽和脂環式第 1級アル コール ; ベンジルァノレコール、 2—フエニルェチルァノレコール、 3—フ ェ-ルプロピルアルコール、 桂皮アルコールなどの芳香族第 1級アルコ —ル; 2—ヒ ドロキシメチルピリジンなどの複素環式アルコールが挙げ られる。
代表的な第 2級アルコールと しては、 2—プロパノール、 s —ブチル ァノレコーノレ、 2—ペンタノ一ノレ、 3—ペンタノ一ノレ、 3 , 3—ジメチノレ — 2—ブタノール、 2—ォクタノーノレ、 4—デカノ一ル、 2—へキサデ カノ一ノレ、 2—ペンテン一 4ーォ一ノレ、 1 , 2—プロノヽ0ンジォ一ノレ、 2 , 3—ブタンジォ一ルゃ 2, 3—ペンタンジオールな ^のビシナノレジオ ール類などの炭素数 3〜 3 0 (好ましく は 3 〜 2 0、 さらに好ましくは 3〜 1 5 ) 程度の飽和又は不飽和脂肪族第 2級アルコール ; 1 ーシクロ ペンチノレエタノール、 1 —シク ロへキシノレエタノ一ノレなどの、 ヒ ドロキ シル基の結合した炭素原子に脂肪族炭化水素基と脂環式炭化水素 (シク 口アルキル基など) とが結合している第 2級アルコール ; シク ロブタノ 一ノレ、 シク ロペンタ ノ一ノレ、 シク ロへキサノーノレ、 シク ロォクタ ノーノレ 、 シク ロ ドデカノーノレ、 2—シク ロへキセン一 1 —ォーノレ、 2—ァダマ ンタノール、 橋頭位にヒ ドロキシル基を 1 〜 4個有する 2ーァダマンタ ノール、 ァダマンタン環にォキソ基を有する 2—ァダマンタノールなど の 3 〜 2 0員 (好ましく は 3 〜 1 5員、 さらに好ましく は 5〜 1 5員、 特に 5〜 8員) 程度の飽和又は不飽和脂環式第 2級アルコ ール (撟かけ 環式第 2級アルコールを含む) ; 1 —フエニルエタノール、 1 —フエ二 ノレプロノヽ。ノーノレ、 1一フエニノレメチノレエタノ一ノレ、 ジフエ二ノレメ タノー ルなどの芳香族第 2級アルコール ; 1 一 ( 2 —ピリ ジル) エタノールな どの複素環式第 2級アルコールなどが含まれる。
さ らに、 代表的なアルコールには、 1 ーァダマンタンメ タノール、 α ーメチノレ一 1 ーァダマンタンメ タノーノレ、 α —ェチノレー 1 ーァダマンタ ンメ タノール、 α—イ ソプロ ピル一 1 ーァダマンタンメ タノール、 3 — ヒ ドロキシ— α —メ チノレ一 1 ーァダマンタンメ タノール、 3—カルボキ シ一 α—メチルー 1 ーァダマンタンメ タノール、 α—メチルー 3 a—パ —ヒ ドロインデンメ タノ一ル、 ct一メチル一 4 a—デカ リ ンメ タノ一ル 、 8 a—ヒ ドロキシ一 α—メチルー 4 a—デカ リ ンメ タノーノレ、 α—メ チノレ一 4 a—ノヽ0—ヒ ドロフノレオレンメ タノーノレ、 α—メチルー 4 a—ノヽ0 ーヒ ドロアン トラセンメ タノ一ノレ、 α—メチノレー 8 a—パーヒ ドロフエ ナン ト レンメ タノール、 α—メチル一 2—ト リ シク ロ [ 5 . 2 . 1 . 0 2' Ί デカンメ タノ一ル、 6—ヒ ドロキシー α—メチルー 2— ト リ シク 口 [ 5 . 2 . 1 . 0 2 ' 6 ] デカンメ タノール、 α —メチル一 2 a —パ一 ヒ ドロアセナフテンメ タノ一ノレ、 α —メチノレー 3 a —パーヒ ドロフエナ レンメタノ一ル、 α —メチノレ一 1 一ノルポルナンメタノール、 α —メチ ルー 2—ノルボルネンー 1 ーメタノールなどの橋かけ環炭化水素基を有 するアルコール (ヒ ドロキシル基が結合している炭素原子に橋かけ環炭 化水素基が結合している化合物など) も含まれる。
好ましいアルコールには、 第 2級アルコール (例えば、 2—プロパノ ール、 s —ブチルアルコールなどの脂肪族第 2級アルコール; 1 —シク 口へキシルエタノールなどのヒ ドロキシル基の結合した炭素原子に脂肪 族炭化水素基 (例えば、 d— アルキル基、 C 1 4ァ リール基など) と 非芳香族性炭素環式基 (例えば、 C 31 5シクロアルキル基又はシクロア ルケニル基など) とが結合している第 2級アルコール ; シクロペンタノ ール、 シク ロへキサノ一ル、 2 —ァダマンタノ一ルなどの 3〜 1 5員程 度の脂環式第 2級アルコール ; 1 一フエニルエタノ一ルなどの芳香族第 2級アルコール) 、 及び前記橋かけ環炭化水素基を有するアルコールが 含まれる。
前記酸素原子の隣接位に炭素一水素結合を有するエーテル (A 1 - 2) と しては、 例えば、 ジメチルエーテル、 ジェチルエーテル、 ジプロ ピルェ ーテノレ、 ジイ ソプロ ピノレエーテノレ、 ジブチノレエ一テノレ、 メチノレエチノレエ —テル、 メチルブチノレエ一テル、 ェチルブチルエーテル、 ジァリルェ一 テル、 メチルビ-ルエーテル、 ェチルァリルェ一テルなどの脂肪族エー テル類 ; ァエソーノレ、 フエネ ト一ル、 ジベンジルエーテル、 フエニルべ ンジルエーテル等の芳香族エーテル類 ; テ トラヒ ドロフランなどの環状 エーテル類などが挙げられる。
前記酸素原子の隣接位に炭素一水素結合を有するァセタール (A 1 - 3) と しては、 例えば、 アルデヒ ドとアルコールや酸無水物などから誘導さ れるァセタ一ルが挙げられ、 該ァセタ一ルには環状ァセタール及び非環 状ァセタールが含まれる。 前記アルデヒ ドと して、 例えば、 ホルムアル デヒ ド、 ァセ トアルデヒ ド、 プロピオンアルデヒ ド、 ブチルアルデヒ ド 、 イ ソブチルアルデヒ ド、 ペンタナール、 へキサナ一ル、 デカナ一ルな どの脂肪族アルデヒ ド ; シクロペンタンカルバルデヒ ド、 シクロへキサ ンカルバルデヒ ドなどの脂環式アルデヒ ド ; ベンズアルデヒ ド、 フエ二 ルァセ トアルデヒ ドなどの芳香族ァルデヒ ドなどが挙げられる。 また、 前記アルコールと しては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 1 一プロ ノ ノ一ノレ、 1 —ブタ ノ一ノレ、 ベンジノレアノレ コ ーノレなどの一価ァノレコール ; エチレングリ コール、 プロピレングリ コーノレ、 1 , 3—プロパンジォ —ル、 2, 2—ジブ口モー 1 , 3 —プロパンジォ一ノレなどの二価アルコ ールなどが挙げられる。 代表的なァセタールと して、 1 , 3ージォキソ ラン、 2 —メチルー 1 , 3 —ジォキソラン、 2 —ェチル一 1 , 3 —ジォ キソランなどの 1 , 3 —ジォキソラン化合物 ; 2 —メチル一 1 , 3—ジ ォキサンなどの 1 , 3 —ジォキサン化合物 ; ァセ トアルデヒ ドジメチル ァセタ一ルなどのジアルキルァセタール化合物などが例示される。
前記カルボニル基含有化合物 (A2) には、 アセ トン、 メチルェチルケ トン、 3—ペンタノン、 ァセトフエノンなどの鎖状ケ トン類 ; シクロべ ンタノン、 シクロへキサノンなどの環状ケ トン類 ; ビアセチル ( 2, 3 —ブタンジオン) 、 2, 3—ペンタンジオン、 3, 4—へキサンジオン 、 ビベンゾィル (ベンジル) 、 ァセチルベンゾィル、 シクロペンタン一 1 , 2—ジオン、 シクロへキサン一 1, 2—ジオンなどの 1 , 2—ジカ ルポニル化合物 (ひージケ トン類など) ; ァセ トイン、 ベンゾインなど の α —ケ トアルコール類 ; ァセ トアルデヒ ド、 プロ ピオンアルデヒ ド、 ブタナ一ル、 へキサナールなどの脂肪族アルデヒ ド ; シクロへキシルァ ルデヒ ドなどの脂環式アルデヒ ド ; ベンズアルデヒ ドなどの芳香族アル デヒ ドなどが含まれる。 好ましいカルボニル基含有化合物は、 鎖状ケ ト ン類、 1, 2—ジカルボニル化合物 ( α—ジケ トン類など) 、 ひ —ケ ト アルコール類などのケ トン類である。
前記メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 (A3) には 、 (A3-1) 環の構成単位と してメチン基 (すなわち、 メチン炭素一水素 結合) を含む環状化合物、 (A3- 2) メチン炭素原子を有する鎖状化合物 が含まれる。
環状化合物 (A3 - 1) には、 (A3 - la) 少なく とも 1つのメチン基を有 する橋かけ環式化合物、 (A3-lb) 環に炭化水素基が結合した非芳香族 性環状化合物 (脂環式炭化水素など) などが含まれる。 なお、 前記橋か け環式化合物には、 2つの環が 2個の炭素原子を共有している化合物、 例えば、 縮合多環式芳香族炭化水素類の水素添加生成物なども含まれる 橋かけ環式化合物 (A3 - la) と しては、 例えば、 デカ リ ン、 ビシクロ [ 2. 2. 0 ] へキサン、 ビシクロ [ 2. 2. 2] オクタン、 ビシクロ [ 3. 2. 1 ] オクタン、 ビシクロ [ 4. 3. 2 ] ゥンデカン、 ビシク 口 [ 3. 3. 3 ] ゥンデカン、 ッジョン、 カラン、 ピナン、 ビネン、 ボ ルナン、 ボル二レン、 ノルボルナン、 ノルボルネン、 カンファー、 ショ ウノ ゥ酸、 カンフェン、 トリシク レン、 ト リ シクロ [ 5. 2. 1. 03' Ί デカン、 ト リシクロ [ 4. 2. 1. 1 2' 5] デカン、 ェキソ トリシク 口 [ 5. 2. 1. 02' 6] デカン、 エンドト リシクロ [ 5. 2. 1. 02 ' 6] デカン、 ト リ シクロ [ 4. 3. 1. I 2' 5] ゥンデカン、 ト リシク 口 [ 4. 2. 2. I 2' 5] ゥンデカン、 エン ドト リシクロ [ 5. 2. 2 • 02' 6] ゥンデカン、 ァダマンタン、 1 —ァダマンタノール、 1 —ク 口ロアダマンタン、 1 —メチルァダマンタン、 1, 3—ジメチルァダマ ンタン、 1 —メ トキシァダマンタン、 1 —カルボキシァダマンタン、 1 ーメ トキシカノレポニノレアダマンタン、 1 一二 トロアダマンタン、 テ トラ シク ロ [ 4. 4. 0. I 2' 5. I 7' 10] ドデカン、 ペルヒ ドロアン トラ セン、 ぺノレヒ ドロアセナフテン、 ペルヒ ドロフエナン トレン、 ペルヒ ド 口フエナレン、 ペルヒ ドロインデン、 キヌク リ ジンなどの 2〜4環式の 橋かけ環式炭化水素又は橋かけ複素環化合物及びそれらの誘導体などが 挙げられる。 これらの橋かけ環式化合物は、 橋頭位 ( 2環が 2個の原子 を共有している場合には接合部位に相当) にメチン炭素原子を有する。 環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物 (A3- lb) と しては 、 1 —メチルシク ロペンタン、 1 —メチルシク ロへキサン、 リモネン、 メ ンテン、 メ ン ト一ル、 カルボメ ン トン、 メ ン トンなどの、 炭素数 1〜 2 0 (好ましくは 1〜 1 0 ) 程度の炭化水素基 (例えば、 アルキル基な ど) が環に結合した 3〜 1 5員程度の脂環式炭化水素及びその誘導体な どが挙げられる。 環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状化合物 (A3 -lb) は、 環と前記炭化水素基との結合部位にメチン炭素原子を有する 0
メチン炭素原子を有する鎖状化合物 (A3 - 2) と しては、 第 3級炭素原 子を有する鎖状炭化水素類、 例えば、 イ ソブタン、 イ ソペンタン、 イ ソ へキサン、 3—メチルペンタン、 2, 3—ジメチ /レブタン、 2—メチル へキサン、 3 —メチノレへキサン、 3 , 4—ジメチルへキサン、 3—メチ ルオクタンなどの炭素数 4〜 2 0 (好ましく は、 4〜 1 0 ) 程度の脂肪 族炭化水素類およびその誘導体などが例示できる。
[ラジカル捕捉性化合物 (B) ]
ラジカル捕捉性化合物 (B ) には、 (B1) 不飽和化合物、 (B2) メチ ン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物、 (B3) ヘテロ原子含 有化合物が含まれる。 これらの化合物は単独で用いてもよく 2種以上を 併用してもよい。 また、 これらの化合物は、 反応を阻害しない範囲で種 々の置換基を有していてもよい。
不飽和化合物 (B 1 ) には、 不飽和結合を有する広範囲の化合物が含ま れる。 このよ うな化合物と して、 例えば、 (B l- 1 ) 炭素—炭素不飽和結 合の隣接位に電子吸引基を有する不飽和化合物 [活性ォレフィ ン (電子 不足ォレフィ ン) などの活性不飽和化合物] 、 (B 1-2) 炭素一炭素三重 結合を有する化合物、 (B 1 - 3) 芳香族性環を有する化合物、 (B 1- 4) ケ テン類、 (B 1 - 5) イ ソシァネート又はチオシァネー ト化合物などが例示 できる。
前記活性不飽和化合物 (B 1 - 1 ) と しては、 例えば、 (メタ) アク リル 酸メチル、 (メタ) アク リル酸ェチル、 (メタ) アク リル酸イソプロピ ノレ、 (メタ) アク リル酸フエニル、 クロ トン酸メチル、 ク ロ トン酸ェチ ル、 3 —メチル— 2 —ブテン酸メチル、 3 —メチル一 2—ブテン酸ェチ ル、 2—ペンテン酸メチル、 2—ォクテン酸メチルなどの α , β —不飽 和エステル類 ; ビュルメチルケ トン、 ビニルェチルケ トン、 メチルー 1 一プロべ-ルケ トンなどのひ , /3 —不飽和ケ トン類 ; プロペナ一ル、 ク ロ トンァルデヒ ドなどの α , |3—不飽和アルデヒ ド類 ; ァク リ ロ二 ト リ ル、 メタク リ ロニ トニルなどの α , 3—不飽和二 ト リル類 ; (メタ) ァ ク リル酸、 クロ トン酸などの α , |3—不飽和カルボン酸類 ; (メタ) ァ ク リルァミ ドなどのひ , β 一不飽和カルボン酸ァミ ド類 ; Ν— ( 2—プ 口ぺニリデン) メチルァミン、 Ν— ( 2—ブテニリデン) メチルァミン などの α , 3—不飽和イ ミン類 ; スチレン、 ビュルトルエン、 α—メチ ルスチレン、 ]3—メチルスチレンなどのスチレン誘導体等の炭素一炭素 不飽和結合の隣接位にァリール基が結合している化合物 ; ブタジエン、 イソプレン、 2—クロ口ブタジエン、 2—ェチノレブタジエン、 ビニルァ セチレン、 シクロペンタジェン誘導体などの共役ジェン類 (二重結合と 三重結合とが共役している化合物も含む) などが挙げられる。 前記炭素一炭素三重結合を有する化合物 (B1-2) と しては、 メチルァ セチレン、 1 —ブチンなどが挙げられる。 芳香族性環を有する化合物 ( B1-3) には、 ベンゼン環、 ナフタレン環などの芳香族性炭素環を有する 化合物 ; ピロ一ル環、 フラン環、 チオフユン環などの芳香族性複素環を 有する化合物などが含まれる。 ケテン類 (B1- 4) には、 ケテン、 2—メ チルケテンなどが含まれる。 イソシァネ一ト又はチオシァネ一 ト化合物 (B1-5) には、 メチルイ ソシァネー ト、 ェチルイ ソシァネ一 ト、 フエ二 ルイ ソシァネー ト、 メチルチオシァネー ト、 ェチルチオシァネー ト、 フ ェニルチオシァネー トなどが含まれる。
メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 (B2) と しては 、 前記 (A3) と して例示した化合物などが挙げられる。 反応においては 、 化合物 (A3) 及び化合物 (B2) と して同一の化合物を用いてもよい。 ヘテロ原子含有化合物 (B2) には、 (B2- 1) ィォゥ原子を有する化合 物、 (B2-2) 窒素原子を有する化合物、 (B2-3) リ ン原子を有する化合 物、 (B2-4) 酸素原子を有する化合物などが含まれる。 ィォゥ原子を有 する化合物 (B2- 1) と しては、 例えば、 スルフィ ド類、 チオール類など が挙げられる。 窒素原子を有する化合物 (B2 - 2) と しては、 例えば、 了 ミ ン類などが挙げられる。 リ ン原子を有する化合物 (B2-3) と しては、 例えば、 ホスフアイ ト類などが挙げられる。 また、 酸素原子を有する化 合物 (B2-4) と しては、 例えば、 N—ォキシド類などが挙げられる。 なお、 本発明では、 化合物 (A) と して 1, 2—ジカルボニル化合物 又はそのヒ ドロキシ還元体を用いる場合には、 化合物 (B ) と して前記 (B1) 及び (B3) から選択されたラジカル捕捉性化合物を用いる。 この 1, 2—ジカルボニル化合物と しては、 前記カルボニル基含有化合物 ( A2) と して例示した 1, 2—ジカルボニル化合物 ( α—ジケ トン類など ) が挙げられる。 また、 1 , 2—ジカルボニル化合物のヒ ドロキシ還元 体には、 前記カルボニル基含有化合物 (A2) と して例示したひ一ケ トァ ルコール類や、 前記第 1級又は第 2級アルコール (A1-1) と して例示し たビシナルジオール類が含まれる。
安定なラジカルを生成可能な化合物 (A) とラジカル捕捉性化合物 ( B) との反応は、 通常、 有機溶媒中で行われる。 有機溶媒と しては、 例 えば、 酢酸、 プロピオン酸などの有機酸 ; ァセ トニ ト リル、 プロピオ二 トリル、 ベンゾニ ト リルなどの二 ト リル類 ; ホルムアミ ド、 ァセ トアミ ド、 ジメチルホルムアミ ド (DMF) 、 ジメチルァセ トアミ ドなどのァ ミ ド類 ; へキサン、 オクタンなどの脂肪族炭化水素 ; クロ口ホルム、 ジ クロロメタン、 ジクロロェタン、 四塩化炭素、 クロ口ベンゼン、 トリフ ルォロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素 ; 二 ト口ベンゼン、 二 トロメタン、 ニ トロェタンなどのニ トロ化合物 ; 酢酸ェチル、 酢酸ブチ ルなどのエステル類 ; これらの混合溶媒など挙げられる。 溶媒と しては
、 酢酸などの有機酸類、 ァセ トニ ト リルやべンゾニ トリルなどの二 トリ ル類、 トリ フルォロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、 酢酸ェ チルなどのエステル類などを用いる場合が多い。
安定なラジカルを生成可能な化合物 (A) とラジカル捕捉性化合物 ( B) との比率は、 両化合物の種類 (価格、 反応性) や組み合わせなどに より適宜選択できる。 例えば、 化合物 (A) を化合物 (B) に対して過 剰 (例えば、 2〜 5 0モル倍程度) に用いてもよく、 逆に、 化合物 (B ) を化合物 (A) に対して過剰に用いてもよい。
本発明の方法は比較的温和な条件であっても円滑に反応が進行する。 反応温度は、 前記化合物 (A) 及び化合物 (B) の種類や目的生成物の 種類などに応じて適当に選択でき、 例えば、 0〜 3 0 0 °C、 好ましくは 2 0〜 2 0 0 °C、 さらに好ましく は 3 0〜: 5 0 °C程度であり、 通常、 4 0〜 1 0 0 °C程度で反応する場合が多い。 反応は、 常圧または加圧下 で行うことができ、 加圧下で反応させる場合には、 通常、 1 〜 1 0 0 a t m (例えば、 1 . 5〜 8 0 a t m) 、 好ましくは 2〜 7 0 a t m程度 である。 反応時間は、 反応温度及び圧力に応じて、 例えば、 3 0分〜 4 8時間程度の範囲から適当に選択できる。
反応は、 回分式、 半回分式、 連続式などの慣用の方法により行うこと ができる。 反応終了後、 反応生成物は、 慣用の方法、 例えば、 濾過、 濃 縮、 蒸留、 抽出、 晶析、 再結晶、 カラムクロマ トグラフィーなどの分離 手段や、 これらを組み合わせた分離手段によ り、 容易に分離精製できる 本発明の方法によれば、 安定なラジカルを生成可能な化合物 (A) と ラジカル捕捉性化合物 (B) の組み合わせに応じて付加又は置換反応生 成物が生成する。
例えば、 前記化合物 (A) と して、 酸素原子の隣接位に炭素一水素結 合を有する酸素原子含有化合物 (A1) を用いる場合には、 該酸素原子の 隣接位が、 不飽和化合物 (B1) の不飽和結合を形成する原子 (例えば、 炭素原子) 、 メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 (B2 ) の該メチン炭素原子、 又はへテロ原子含有化合物 (B3) の該ヘテロ原 子に結合して付加又は置換反応生成物を与える。
また、 前記化合物 (A) と して、 カルボニル基含有化合物 (A2) を用 いる場合には、 カルボニル基とこのカルボニル基に隣接する原子との間 の結合が切断され、 該カルボ二ル基を含む原子団 (例えば、 ァシル基) 力 前記化合物 (Bl) 、 (B2) 又は (B3) の上記部位に結合して付加又 は置換反応生成物を与える。 さらに、 安定ラジカルを生成可能な化合物 (A) と して、 メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 ( A3) を用いる場合には、 該メチン炭素原子が、 前記化合物 (Bl) 、 (B2 ) 又は (B3) の上記部位に結合して対応する付加又は置換反応生成物が 生成する。
通常、 ラジカル捕捉性化合物 (B ) として、 不飽和化合物 (B 1) を用 いる場合には付加反応生成物が、 メチン炭素原子を有する炭化水素基を 含有する化合物 (B2 ) を用いる場合には置換反応生成物 (例えば、 カツ プリング生成物) が生成する。
また、 本発明の方法では、 上記の付加又は置換反応生成物がさらに酸 化された生成物が生成し得る。 例えば、 ラジカル捕捉性化合物 (B ) と して不飽和化合物 (B 1 ) を用い、 酸素の存在下で反応を行う と、 不飽和 結合を形成する 2つの炭素原子のうち、 一方の炭素原子に、 前記のよう に化合物 (A ) に由来する基が結合すると ともに、 他方の炭素原子にヒ ドロキシル基が導入され得る。
反応機構の詳細は必ずしも明らかではないが、 前記イ ミ ド化合物に前 記ラジカル発生剤や酸素が作用してィ ミ ド化合物の窒素原子に結合して いる酸素原子にラジカルが生成し、 このラジカルが前記化合物 (A ) か ら水素を引き抜いて、 化合物 (A ) のうち、 化合物 (A1 ) では酸素原子 の隣接位の炭素原子に、 化合物 (A2) ではカルボニル炭素原子に、 化合 物 (A3) ではメチン炭素原子に、 それぞれラジカルが生成し、 これが化 合物 (B ) の不飽和結合形成原子、 メチン炭素原子又はへテロ原子を攻 撃し、 次いで、 条件により、 上記の酸化が進行するものと推測される。 また、 上記反応で生成した付加又は置換反応生成物又はこれらがさら に酸化された酸化生成物に対し、 その構造によ り、 反応系内において、 さらに脱水反応、 環化反応、 脱炭酸反応、 転位反応、 異性化反応などが 進行して対応する有機化合物が生成する場合がある。
なお、 安定なラジカルを生成可能な化合物 (A ) とラジカル捕捉性化 合物 (B ) との反応は、 いわゆる重合禁止剤 (ハイ ドロキノンなど) が できるだけ少ない条件下で行うのが好ましい。 例えば、 反応系内におけ る重合禁止剤の量は、 好ましくは l O O O p p m以下、 さらに好ましく は l O O p p m以下である。 上記重合禁止剤の量が 1 0 0 0 p p mを超 えると反応速度が低下しゃすく、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物 や助触媒の量を多量に使用する必要性が生じる場合がある。 逆に、 反応 系内における重合禁止剤の量が少ない場合には、 反応速度が速く なり収 率が向上するとともに、 反応成績の再現性が高く、 目的化合物を安定し て製造できるという利点がある。 従って、 重合禁止剤が添加されて販売 されている (B1) 不飽和化合物などは、 蒸留などにより重合禁止剤を除 去した後、 反応に供するのが好ましい。 このことは、 化合物 (A) と化 合物 (B) とを前記イ ミ ド化合物の存在下で反応させる何れの反応につ いても当てはまる。
本発明では、 安定なラジカルを生成可能な化合物 (A) とラジカル捕 捉性化合物 (B) とを適当に組み合わせて反応させることにより、 下記 に示すような種々の有機化合物を得ることができる。
1. 1 , 3—ジヒ ドロキシ化合物の製造
その第 1の例を説明すると、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表 されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと 、 前記式 ( 3 ) で表される活性ォレフィ ンとを反応させることにより、 前記式 (4) で表される 1, 3—ジヒ ドロキシ化合物が生成する。
前記式 ( 2) 中、 Ra、 Rbにおける有機基と しては、 本反応を阻害し ないよ うな有機基 (例えば、 本方法における反応条件下で非反応性の有 機基) であればよく、 例えば、 炭化水素基、 複素環式基などが挙げられ る。
前記炭化水素基には、 脂肪族炭化水素基、 脂環式炭化水素基、 芳香族 炭化水素基が含まれる。 脂肪族炭化水素基と しては、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロ ピノレ、 イ ソプロ ピノレ、 ブチル、 イ ソブチノレ、 s —プチル、 t —ブチル、 ペンチル、 へキシル、 ォクチル、 デシル、 テ トラデシル、 へキサデシル、 ォクタデシル、 ァリルなどの炭素数 1〜 2 0 (好ましく は 1〜 1 0、 さらに好ましくは 1〜 6 ) 程度の直鎖状又は分岐鎖状の脂 肪族炭化水素基 (アルキル基、 ァルケ-ル基及びアルキニル基) などが 挙げられる。
脂環式炭化水素基と しては、 例えば、 シクロプロピル、 シクロブチル 、 シクロペンチノレ、 シクロへキシノレ、 シクロへキセニノレ、 シク口才クチ ル、 シクロデシル、 シクロ ドデシル基などの炭素数 3〜 2 0 (好ましく は炭素数 3〜 1 5 ) 程度の単環の脂環式炭化水素基 (シクロアルキル基 、 シクロアルケニル基等) ; 橘かけ環炭化水素基などが挙げられる。 前記橋かけ環炭化水素基と しては、 2〜4環系の橋かけ環炭化水素基 が挙げられ、 そのなかでも、 2環系又は 3環系の橋かけ環炭化水素基が 好ましい。 前記橋かけ環炭化水素基における橋かけ環の代表的な例と し て、 例えば、 ァダマンタン環、 パ一ヒ ドロインデン環、 デカリン環、 パ ーヒ ドロフルオレン環、 パーヒ ドロアントラセン環、 パ一ヒ ドロフエナ ントレン環、 ト リ シクロ [ 5 . 2 . 1 . 0 2 ' 6 ] デカン環、 ノ、。—ヒ ドロ ァセナフテン環、 パーヒ ドロフエナレン環、 ノルボルナン環、 ノルボル ネン環などが挙げられる。 なお、 橋かけ環炭化水素基における式中のヒ ドロキシル基の結合している炭素原子との結合部位は、 橋かけ環を構成 する炭素原子の何れであってもよいが、 好ましくは橋頭位 (接合位) の 炭素原子である。
芳香族炭化水素基と しては、 例えば、 フエニル、 ナフチル基などの炭 素数 6〜 1 4程度の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
これらの炭化水素基は、 種々の置換基、 例えば、 ハロゲン原子 (フッ 素、 塩素、 臭素、 ヨ ウ素原子) 、 ォキソ基、 保護基で保護されていても よいヒ ドロキシル基、 保護基で保護されていてもよいヒ ドロキシメチル 基、 保護基で保護されていてもよいアミノ基、 保護基で保護されていて もよいカルボキシル基、 置換ォキシカルボニル基、 置換又は無置換カル バモイル基、 ニ トロ基、 ァシル基、 シァノ基、 アルキル基 (例えば、 メ チル、 ェチル基などの Cぃ4アルキル基など) 、 シク ロアルキル基、 ァ リール基 (例えば、 フエエル、 ナフチル基など) 、 複素環式基などを有 していてもよい。 前記保護基と しては、 有機合成の分野で慣用の保護基 を使用できる。
前記ヒ ドロキシル基及びヒ ドロキシメチル基の保護基と しては、 慣用 の保護基、 例えば、 アルキル基 (例えば、 メチル、 t 一ブチル基などの d - 4アルキル基など) 、 アルケニル基 (例えば、 ァリル基など) 、 シ クロアルキル基 (例えば、 シクロへキシル基など) 、 ァリール基 (例え ば、 2 , 4 —ジニ トロフエ-ル基など) 、 ァラルキル基 (例えば、 ベン ジノレ、 2 , 6—ジクロロべンジノレ、 3—ブロモベンジル、 2—ニ トロべ ンジル、 ト リ フエニルメチル基など) ; 置換メチル基 (例えば、 メ トキ シメチル、 メチルチオメチル、 ベンジルォキシメチル、 t 一ブトキシメ チル、 2—メ トキシェ トキシメチル、 2 , 2 , 2— トリクロ口エ トキシ メチル、 ビス ( 2—クロ口エ トキシ) メチル、 2 — (トリ メチルシリノレ ) エ トキシメチル基など) 、 置換ェチル基 (例えば、 1 —エ トキシェチ ル、 1 —メチル _ 1 —メ トキシェチル、 1 —イ ソプロポキシェチル、 2 , 2 , 2— トリクロ口ェチル基など) 、 テ トラヒ ドロビラ二ル基、 テ ト ラヒ ドロフラエル基、 1 —ヒ ドロキシアルキル基 (例えば、 1 —ヒ ドロ キシェチル、 1 —ヒ ドロキシへキシル、 1 —ヒ ドロキシデシル、 1 —ヒ ドロキシへキサデシル基など) 等のヒ ドロキシル基とァセタール又はへ ミアセタール基を形成可能な基など ; ァシル基 (例えば、 ホルミル、 ァ セチル、 プロピオニル、 ブチリノレ、 イソブチリノレ、 ノ レリル、 ピバロイ ル基などの C i - 6脂肪族ァシル基 ; ァセ トァセチル基 ; ベンゾィル、 ナ フ トイル基などの芳香族ァシル基など) 、 アルコキシカルボニル基 (例 えば、 メ トキシカルボニル、 エ トキシカルボニル、 t —ブトキシカルボ ニル基などの C i - 4アルコキシ一カルボ-ル基など) 、 ァラルキルォキ シカルボニル基 (例えば、 ベンジルォキシカルボニル基、 p—メ トキシ ベンジルォキシカルボニル基など) 、 置換又は無置換力ルバモイル基 ( 例えば、 力ルバモイル、 メチルカルバモイノレ、 フエ二ルカルバモイノレ基 など) 、 ジアルキルホスフイノチオイル基 (例えば、 ジメチルホスフィ ノチオイル基など) 、 ジァリールホスフイノチオイル基 (例えば、 ジフ ェニルホスフイノチオイル基など) 、 置換シリル基 (例えば、 ト リ メチ ルシリル、 t —ブチルジメチルシリル、 ト リベンジルシリル、 ト リ フエ ニルシリル基など) など、 及び、 分子内にヒ ドロキシル基 (ヒ ドロキシ メチル基を含む) が 2以上存在するときには、 置換基を有していてもよ い 2価の炭化水素基 (メチレン、 ェチリデン、 イソプロピリデン、 シク 口ペンチリデン、 シクロへキシリデン、 ベンジリデン基など) などが例 示できる。 好ま しいヒ ドロキシル基の保護基には、 d— 4アルキル基 ; 置換メチル基、 置換ェチル基、 1 ーヒ ドロキシアルキル基などのヒ ドロ キシル基とァセタール又はへミァセタール基を形成可能な基 ; ァシル基 、 Cぃ4アルコキシ—カルボニル基、 置換又は無置換力ルバモイル基、 置換シリル基、 置換基を有していてもよい 2価の炭化水素基などが含ま れる。
前記アミノ基の保護基と しては、 前記ヒ ドロキシル基の保護基と して 例示したアルキル基、 ァラルキル基、 ァシル基、 アルコキシカルボニル 基、 ァラルキルォキシカルボニル基、 ジアルキルホソフイ ノチオイル基 、 ジァリールホスフイノチオイル基などが挙げられる。 好ましいァミノ 基の保護基には、 4アルキル基、 d— 6脂肪族ァシル基、 芳香族ァシ ル基、 Cい 4アルコキシ一カルボ-ル基などが含まれる。 また、 前記カルボキシル基の保護基と しては、 例えば、 アルコキシ基 (例えば、 メ トキシ、 エ トキシ、 ブトキシなどの Cい6アルコキシ基な ど) 、 シクロアルキルォキシ基、 ァリ一ルォキシ基 (例えば、 フエノキ シ基など) 、 ァラルキルォキシ基 (例えば、 ベンジルォキシ基など) 、 トリアルキリシリルォキシ基 (例えば、 トリ メチルシリルォキシ基など ) 、 置換基を有していてもよいアミノ基 (例えば、 アミノ基 ; メチルァ ミノ基、 ジメチルァミ ノ基などのモノ又はジ C 6アルキルァミ ノ基な ど) 、 ヒ ドラジノ基、 アルコキシカルボニルヒ ドラジノ基、 ァラルキル ォキシカルボニル ヒ ドラジノ基などが含まれる。 好ましいカルボキシル 基の保護基と しては、 d - 6アルコキシ基 (特に、 d - 4アルコキシ基)
、 モノ又はジ〇卜 6アルキルアミノ基 (特に、 モノ又はジ〇い 4アルキル アミノ基) などが挙げられる。
R \ R bにおける複素環式基を構成する複素環には、 芳香族性複素環 及び非芳香族性複素環が含まれる。 このような複素環と しては、 例えば 、 ヘテロ原子と して酸素原子を含む複素環 (例えば、 フラン、 テ トラヒ ドロフラン、 ォキサゾール、 イソォキサゾールなどの 5員環、 4—ォキ ソ一 4 H—ピラン、 テ トラヒ ドロピラン、 モルホリ ンなどの 6員環、 ベ ンゾフラン、 イソべンゾフラン、 4—ォキソ一 4 H—クロメン、 クロマ ン、 イソクロマンなどの縮合環など) 、 ヘテロ原子と してィォゥ原子を 含む複素環 (例えば、 チォフェン、 チアゾ一ル、 イ ソチアゾ一ル、 チア ジァゾールなどの 5員環、 4—ォキソ一 4 H—チォピランなどの 6員環 、 ベンゾチォフェンなどの縮合環など) 、 ヘテロ原子と して窒素原子を 含む複素環 (例えば、 ピロ一ル、 ピロ リジン、 ピラゾ一ル、 イ ミダゾ一 ル、 ト リァゾールなどの 5員環、 ピリジン、 ピリダジン、 ピリ ミジン、 ピラジン、 ピぺリジン、 ピぺラジンなどの 6員環、 インド一ル、 インド リ ン、 キノ リ ン、 ァク リジン、 ナフチリジン、 キナゾリ ン、 プリ ンなど の縮合環など) などが挙げられる。 これらの複素環式基は、 置換基 (例 えば、 前記炭化水素基が有していてもよい置換基と同様の基) を有して いてもよレヽ。
R '、 R bが、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に形成する環と 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 クロペンテン、 シクロへキサン、 シクロへキセン、 シクロオクタン、 シ クロデカン、 シクロ ドデカン環、 デカリ ン環、 ァダマンタン環などの 3 〜 2 0員 (好ましく は 3〜 1 5員、 さらに好ましく は 5〜 1 5員、 特に 5〜 8員) 程度の非芳香族性炭素環 (シクロアルカン環、 シクロアルケ ン環、 橋かけ炭素環) などが挙げられる。 これらの澴は、 置換基 (例え ば、 前記炭化水素基が有していてもよい置換基と同様の基) を有してい てもよく、 また他の環 (非芳香族性環又は芳香族性環) が縮合していて もよい。
好ましい R aには、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロピル、 イ ソプロ ピル、 ブチルなどの C 4アルキル基、 C 6 1 4ァリール基などが含まれ る。 好ましい R bには、 水素原子、 C 。脂肪族炭化水素基 (メチル、 ェチル、 プロ ピル、 イ ソプロピル、 ブチル、 イ ソブチル、 s —ブチル、 tーブチル、 ペンチル、 へキシル、 ォクチル、 デシル基など ; 特に C 1 0アルキル基) 、 脂環式炭化水素基 (例えば、 シクロペンチル、 シクロ へキシル、 シクロへキセニル基などの 0 3 - 1 5シクロアルキル基又はシク ロアルケニル基 ; 橋かけ環炭化水素基等) などが含まれる。 また、 R a 、 R bが互いに結合して隣接する炭素原子と共に 3〜 1 5員 (特に 5〜 8員) 程度の非芳香族性炭素環を形成するのも好ましい。
前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと しては、 前記第 1級アルコール 又は第 2級アルコール (A1 - 1 ) と して例示したアルコールなどが挙げら れる。 好ましいアルコールには、 第 2級アルコール (例えば、 2—プロパノ ール、 s —ブチルアルコールなどの脂肪族第 2級アルコール; 1 ーシク 口へキシルェタノ一ルなどのヒ ドロキシル基の結合した炭素原子に脂肪 族炭化水素基 (例えば、 d— 4アルキル基、 C 61 4ァリール基など) と 非芳香族性炭素環式基 (例えば、 C 31 5シクロアルキル基又はシクロア ルケニル基など) とが結合している第 2級アルコール; シクロペンタノ —ル、 シクロへキサノール、 2—ァダマンタノールなどの 3〜 1 5員程 度の脂環式第 2級アルコール ; 1 ーフェニルェタノ一ルなどの芳香族第 2級アルコール) 、 及び前記 R bが橋かけ環炭化水素基であるアルコ一 ルが含まれる。
[活性ォレフィ ン]
前記式 ( 3 ) で表される活性ォレフィンにおいて、 R c、 R d、 こ おける有機基と しては、 本反応を阻害しないような有機基 (例えば、 本 方法における反応条件下で非反応性の有機基) であればよく、 例えば、 ハロゲン原子、 炭化水素基、 複素環式基、 置換ォキシカルボニル基 (ァ ルコキシカルボニル基、 ァリ一ノレォキシ力ノレボニル基、 ァラルキルォキ シカルボニル基、 シクロアルキルォキシカルボニル基など) 、 カルボキ シル基、 置換又は無置換力ルバモイル基 (N —置換又は無置換アミ ド基 ) 、 シァノ基、 ニ トロ基、 硫黄酸基 (スルホン酸基、 スルフィ ン酸基) 、 硫黄酸エステル基 (スルホン酸エステル基、 スルフィ ン酸エステル基 ) 、 ァシル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコキシ基、 N —置換又は無置換ァ ミノ基などが例示できる。 前記カルボキシル基、 ヒ ドロキシル基、 アミ ノ基は慣用の保護基で保護されていてもよい。
前記ハロゲン原子と しては、 フッ素、 塩素、 臭素及びヨ ウ素原子が挙 げられる。 炭化水素基と しては、 前記 R a、 R bにおける炭化水素基と し て例示した基などが挙げられ、 これらの炭化水素基は前記置換基を有し ていてもよい。 好ましい炭化水素基には、 メチル、 ェチル、 プロピル、 イ ソプロピル、 ブチル、 イ ソブチル、 s —ブチル、 t ーブチル、 ビエル 、 ァリル基などの炭素数 1 〜 6程度 (特に、 炭素数 1 〜 4程度) の直鎖 状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基 (アルキル基、 アルケニル基及びァ ルキニル基) ; フエ-ル基、 ナフチル基などの炭素数 6〜 1 4程度の芳 香族炭化水素基 ; シク口アルキル基 ; トリフルォロメチル基などの炭素 数 1 〜 6程度 (特に、 炭素数 1 〜 4程度) のハロアルキル基などが含ま れる。
前記複素環式基と しては、 前記 R a、 R bにおける複素環式基と して例 示した基などが挙げられ、 これらの複素環式基は前記置換基を有してい てもよレ、。 アルコキシカルボニル基には、 例えば、 メ トキシカルボ-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、 t —ブトキシカルボニル基などの C i— 6ァ ルコキシ—カルボ-ル基などが含まれる。 ァリ一ルォキシカルボニル基 には、 例えば、 フエニルォキシカルボニル基などが含まれ、 ァラルキル ォキシカルボニル基には、 例えば、 ベンジルォキシカルボニル基などが 含まれる。 また、 シクロアルキルォキシカルボ-ル基と しては、 例えば 、 シクロペンチルォキシカルボニル、 シクロへキシルォキシカルボ二ノレ 基などが挙げられる。
置換力ルバモイル基には、 例えば、 N—メチルカルバモイル、 N, N 一ジメチルカルバモイル基などが含まれる。 スルホン酸エステル基には 、 スルホン酸メチル、 スルホン酸ェチル基などのスルホン酸 C !— 4アル キルエステル基などが含まれる。 スルフィ ン酸エステル基には、 スルフ イ ン酸メチル、 スルフィ ン酸ェチル基などのスルフィ ン酸 Cい 4アルキ ルエステル基などが含まれる。 ァシル基と しては、 例えば、 ァセチル、 プロピオニル基などの脂肪族ァシル基 (例えば、 C 脂肪族ァシル基 など) 、 ベンゾィル基などの芳香族ァシル基などが挙げられる。 アルコ キシ基と しては、 例えば、 メ トキシ、 エ トキシ、 プロボキシ、 ブトキシ 基などの炭素数 1〜 6程度のアルコキシ基などが挙げられる。 N—置換 ァミノ基には、 例えば、 N, N—ジメチルァミノ、 N, N—ジェチルァ ミノ、 ピペリ ジノ基などが含まれる。
好ましい Re、 Rd、 R'には、 水素原子、 炭化水素基 [例えば、 脂肪族炭化水素基 (特に C 脂肪族炭化水素基など) 、 C 614ァリー ル基 (フエニル基など) 、 シクロアルキル基 ( 3〜 8員程度のシクロア ルキル基など) 、 ハロアルキル基 (例えば、 ト リ フルォロメチル基など の Cい 6ハロアルキル基、 特に Cぃ4ハロアルキル基) など] 、 複素環式 基、 置換ォキシカルボ-ル基 (例えば、 C,— アルコキシ一カルボ-ル 基、 ァリールォキシカルボニル基、 ァラルキルォキシカルボニル基、 シ クロアルキルォキシカルボニル基など) 、 カルボキシル基、 置換又は無 置換力ルバモイル基、 シァノ基、 ニ トロ基、 硫黄酸基、 硫黄酸エステル 基、 ァシル基などが含まれる。 Re、 Rdと して特に好ましい基は、 水素 原子、 脂肪族炭化水素基 (特に 4脂肪族炭化水素基など) 、 C 6- 14ァ リール基 (フエニル基など) 、 シク ロアルキル基 ( 3〜 8員程度 のシク ロアルキル基など) 、 ハロアルキル基 (例えば、 ト リ フルォロメ チル基などの Cぃ6ノ、口アルキル基、 特に C 4ハロアルキル基) など] 、 置換ォキシカルボ-ル基 (例えば、 Cぃ6アルコキシ一カルボニル基 、 ァリールォキシカルボニル基、 ァラルキルォキシカルボ-ル基、 シク 口アルキルォキシカルボニル基など) 、 シァノ基などである。 また、 特 に好ましい R6には、 水素原子、 — 脂肪族炭化水素基 (特に d— 4脂 肪族炭化水素基など) などが挙げられる。
Rc、 Rd、 R e (R cと Rd、 Rcと Re、 Rdと Re、 又は Rcと Rdと Re ) が互いに結合して隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合とともに形成 する環と しては、 シクロプロパン、 シクロブタン、 シクロペンタン、 シ クロペンテン、 シクロへキサン、 シクロへキセン、 シクロオクタン、 シ ク口 ドデカン環などの 3〜 2 0員程度の脂環式炭素環 (シクロアルカン 環、 シクロアルケン環等) などが挙げられる。 これらの環は置換基を有 していてもよく、 また他の環 (非芳香族性環又は芳香族性環) が縮合し ていてもよい。
電子吸引基 Yと しては、 例えば、 メ トキシカルボニル、 エ トキシカル ボニル基などのアルコキシカルボニル基 ; フエノキシカルボニル基など のァリールォキシカルボニル基 ; ホルミル、 ァセチノレ、 プロピオニル、 ベンゾィル基などのァシル基 ; シァノ基 ; カルボキシル基 ; 力ルバモイ ル、 N, N—ジメチルカルバモイル基などの置換又は無置換力ルバモイ ル基 ; — CH-N— R (Rは、 アルキル基など) ; フエニル、 ナフチル 基などのァリール基 ; ビニル、 1 —プロぺニル、 ェチニル基などの 1 一 アルケニル基又は 1 —アルキニル基などが挙げられる。
R\ Rd、 R eの少なく と も 1つと Yとが互いに結合して、 隣接する 炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに形成してもよい環には、 例えば、 シクロペンタジェン環、 ピロール環、 フラン環、 チォフェン環などが挙 げられる。
式 ( 3 ) で表される活性ォレフィンの代表的な例と しては、 前記活性 不飽和化合物 (B1-1) と して例示した化合物などが挙げられる。
[反応]
式 ( 2) で表されるアルコールと式 ( 3 ) で表される活性ォレフィン との反応は、 前記化合物 (Α) と化合物 (Β) との反応について記載し た方法に従って行う ことができる。
この反応では、 系内で生成した式 ( 2 ) で表されるアルコールに対応 する 1 —ヒ ドロキシアルキルラジカルが、 式 ( 3 ) で表される活性ォレ フィンの不飽和結合を構成する 2つの炭素原子のうち基 Yの ]3位の炭素 原子を攻撃して付加すると ともに、 付加により α位に生成したラジカル に酸素が攻撃することにより、 式 ( 4 ) で表される 1 , 3 —ジヒ ドロキ シ化合物が生成するものと推測される。
なお、 反応で生成した前記式 (4 ) で表される化合物において、 Υが アルコキシカルボニル基、 ァリールォキシカルボ二ノレ基などのエステル 基やカルボキシル基などの場合には、 後述するように、 系内でさらに環 化反応が進行して、 前記式 ( 6 ) で表されるフラノン誘導体 ( α —ヒ ド 口キシー γ 一プチロラク トン誘導体) が生成しうる。 上記フラノン誘導 体の収率は、 例えば、 前記助触媒の種類や量を調整したり、 前記付加反 応 (又は、 さ らに酸化反応) の後、 さらに熟成することにより向上でき る。 この熟成期の反応温度は付加反応の反応温度よ り高く設定する場合 が多い。 また、 前記フラノン誘導体は、 式 (4 ) で表される化合物を単 離し、 例えば、 溶媒に溶解させ、 必要に応じて加熱することにより製造 することもできる。 溶媒と しては、 特に限定されず、 後述の溶媒のほか 、 ベンゼン、 トルエンなどの芳香族炭化水素 ; シクロへキサンなどの脂 環式炭化水素 ; アセ トン、 シクロへキサノンなどのケ トン ; ジェチルェ 一テル、 テ トラヒ ドロフランなどのエーテル ; メタノ一ル、 ェタノ一ル 、 イソプロパノール等のアルコール等を使用できる。 この場合の反応温 度は、 例えば 0 〜 1 5 0 °C、 好ましくは 3 0 〜 1 0 0 °C程度である。
2 . α —ヒ ドロキシ一 γ—ブチロラク トン誘導体の製造
本発明のひ 一ヒ ドロキシ一 γ —プチ口ラク トン誘導体の製造法では、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し 、 前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと、 前記式 ( 5 ) で表されるひ , ]3 —不飽和カルボン酸誘導体とを反応させて、 前記式 ( 6 ) で表される α —ヒ ドロキシ一 γ—ブチ口ラク トン誘導体を生成させる。 [アルコール]
式 ( 2) で表されるアルコールと しては、 前記 1, 3—ジヒ ドロキシ 化合物の製造の場合と同様のものを使用できる。
[ α , /3—不飽和カルボン酸誘導体]
前記式 ( 5 ) における Re、 R d、 R。と しては、 前記式 ( 3 ) おける R\ Rd、 Reと同様である。 Rf における有機基と しては、 反応を阻害 しないような有機基 (例えば、 本方法における反応条件下で非反応性の 有機基) 、 例えば、 炭化水素基、 複素環式基などが例示できる。 なお、 式 ( 5 ) で表される化合物が式 ( 5 ) 中に示されている一 C02Rf基の 他に置換ォキシカルボ-ル基を有している場合、 前記一 C 02R '基は環 化反応に関与するものの、 他の置換ォキシカルボ二ル基はそのままの形 で生成物中に残存しうるので、 該他の置換ォキシカルボ二ル基は非反応 性の有機基に含まれる。
R c及び R dのうち少なく とも一方が、 ハロアルキル基、 置換ォキシ力 ルポ二ル基、 カルボキシル基、 置換又は無置換力ルバモイル基、 シァノ 基、 ニ トロ基、 硫黄酸基、 硫黄酸エステル基などの電子吸引性有機基で ある場合には、 特に高い収率で目的物である α—ヒ ドロキシ _ y —ブチ ロラク トン誘導体を得ることができる。
前記 R fは、 水素原子又は炭化水素基である場合が多く、 例えば d一 アルキル基 (特に C 4アルキル基) 、 C 26アルケニル基 (特に C 24 アルケニル基) 、 c ァリール基などであるのが好ましい。
式 ( 5 ) で表される α, /3—不飽和カルボン酸誘導体の代表的な例と して、 例えば、 (メタ) アク リル酸 ; (メタ) アク リル酸メチル、 (メ タ) アク リル酸ェチル、 (メ タ) アク リル酸イ ソプロ ピル、 (メ タ) ァ ク リル酸フ: ニルなどの (メタ) ァク リル酸エステル ; クロ トン酸 ; ク 口 トン酸メチル、 ク ロ トン酸ェチルなどのク ロ トン酸エステル ; 3—メ チル— 2—ブテン酸 ; 3 —メチルー 2—ブテン酸メチル、 3—メチル—
2 —ブテン酸ェチノレなどの 3 —メチル一 2 —ブテン酸エステル ; 2 —ぺ ンテン酸 : 2 —ペンテン酸メチノレ、 2—ペンテン酸ェチルなどの 2—ぺ ンテン酸エステル; 2—ォクテン酸 ; 2—ォクテン酸メチル、 2—オタ テン酸ェチルなどの 2—ォクテン酸エステル ; 桂皮酸 ; 桂皮酸メチル、 桂皮酸ェチルなどの桂皮酸エステル ; 4 , 4 , 4 一 ト リ フルオロー 2— ブテン酸 ; 4 , 4 , 4 — ト リ フノレオロー 2 —ブテン酸メチル、 4 , 4 , 4 一 ト リ フルオロー 2—ブテン酸ェチルなどの 4 , 4 , 4 — トリ フルォ 口 _ 2—ブテン酸エステノレ ; マレイン酸 ; マレイン酸ジメチノレ、 マレイ ン酸ジェチルなどのマレイン酸エステル ; フマノレ酸 ; フマル酸ジメチル 、 フマル酸ジェチルなどのフマル酸エステル ; 3—シァノアク リル酸 ;
3 -シァノァク リル酸メチル、 3―シァノァク リル酸ェチルなどの 3 - シァノアク リル酸エステルなどの炭素数 2 〜 1 5程度の α , β 一不飽和 カルボン酸又はそのエステル ( Cい 6アルキルエステル、 C 2 - 6アルケニ ルエステル、 ァリールエステルなど) などが挙げられる。
[反応]
前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと式 ( 5 ) で表される α , 0 —不 飽和カルボン酸誘導体との比率は、 両化合物の種類 (価格、 反応性) や 組み合わせなどによ り適宜選択できる。 例えば、 アルコールを α , β— 不飽和カルボン酸誘導体に対して過剰 (例えば、 2 〜 5 0モル倍程度) に用いてもよく、 逆に、 ひ , /3—不飽和カルボン酸誘導体をアルコール に対して過剰に用いてもよい。
本発明の方法は比較的温和な条件であっても円滑に反応が進行する。 反応温度は、 前記アルコール化合物及び α , ]3—不飽和カルボン酸誘導 体の種類などに応じて適当に選択でき、 例えば、 0 〜 1 5 0 °C、 好まし くは 3 0 〜 1 0 0 °C程度である。 反応は、 常圧または加圧下で行うこと ができ、 加圧下で反応させる場合には、 通常、 l〜 1 0 0 a t m (例え ば、 1. 5〜 8 0 a t m) 、 好ましくは 2〜 7 0 a t m程度である。 反 応時間は、 反応温度及び圧力に応じて、 例えば、 3 0分〜 4 8時間程度 の範囲から適当に選択できる。
反応は、 分子状酸素の存在下又は分子状酸素の流通下、 回分式、 半回 分式、 連続式などの慣用の方法によ り行う ことができる。
本発明の方法では、 反応中間生成物と して、 下記式 (21)
Figure imgf000054_0001
(式中、 R'、 Rb、 R\ Rd、 R \ R f は前記に同じ)
で表される α, y—ジヒ ドロキシカルボン酸誘導体 (前記式 (4 ) で表 される化合物の 1種) が生成する。 この化合物は、 系内で生成した前記 式 ( 2 ) で表されるアルコールに対応する 1 ーヒ ドロキシアルキルラジ カルが、 式 ( 5 ) で表される α, /3 —不飽和カルボン酸誘導体の /3位を 攻撃して付加すると ともに、 付加により α位に生成したラジカルに酸素 が攻撃することによ り生成するものと推測される。 そして、 生成した式
(21) で表される α, γ—ジヒ ドロキシカルボン酸誘導体が反応条件下 で閉環することによ り 目的物である式 ( 6 ) で表されるひ 一ヒ ドロキシ 一ツ ープチロラク トン誘導体が生成する。
なお、 式 ( 2 ) で表されるアルコールと して、 第 1級アルコールを用 いた場合 (R' =水素原子の場合) には、 系内でァシルラジカル (RbC 〇 ·) が生成するためか、 前記式 ( 6 ) で表される化合物のほか、 下記 式 (22)
Figure imgf000055_0001
(式中、 R b、 R \ R d、 R \ R f は前記に同じ)
で表される β —ァシルー α —ヒ ドロキシカルボン酸誘導体が生成する場 合がある。
反応終了後、 反応生成物は、 慣用の方法、 例えば、 濾過、 濃縮、 蒸留 、 抽出、 晶析、 再結晶、 カラムク ロマ トグラ フィーなどの分離手段や、 これらを組み合わせた分離手段によ り、 容易に分離精製できる。
なお、 α —ヒ ドロキシ一 γ —プチ口ラク トン誘導体は、 前記のように 、 式 (21 ) で表される α, γ—ジヒ ドロキシカルボン酸誘導体を単離し 、 例えば、 溶媒に溶解させ、 必要に応じて加熱することにより製造する こともできる。
[ α —ヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン誘導体 1 ]
本発明の前記式 (6b) で表される α —ヒ ドロキシー γ—ブチ口ラク ト ン誘導体は、 前記 α—ヒ ドロキシ一 γ—プチロラク トン誘導体の製造法 において、 原料アルコールと して対応する脂環式アルコール、 すなわち 、 R '、 R bが互いに結合して隣接する炭素原子と共に非芳香族性炭素環 を形成しているアルコールを用いることによ り製造できる。
式 (6b) において、 環 Aは非芳香族性炭素環を示す。 非芳香族性炭素 環には、 シク ロプロパン、 シク ロブタン、 シク ロペンタン、 シク ロペン テン、 シク ロへキサン、 シク ロへキセン、 シク ロオク タン、 シク ロデカ ン、 シクロ ドデカン、 ァダマンタン環などの 3〜 2 0員 (好ましく は 3 〜 1 5員、 さ らに好ましく は 5〜 1 5員、 特に 5〜 8員) 程度の非芳香 族性炭素環 (シクロアルカン環、 シクロアルケン環、 橋かけ環など) な どが含まれる。 これらの環は置換基 (例えば、 ハロゲン原子、 メチル基 などの Cい 4アルキル基、 ヒ ドロキシル基、 メ トキシ基などの Cぃ4アル コキシ基、 ォキソ基等) を有していてもよく、 また他の環 (非芳香族性 環又は芳香族性環) が縮合していてもよい。 R e、 R d、 R。における有 機基、 及び好ましい R 、 R R °は前記と同様である。
式 (6b) で表される化合物の代表的な例と しては、 3—ヒ ドロキシー 2—ォキソ一 1 —ォキサスピロ [ 4. 4 ] ノナン、 3—ヒ ドロキシ一 3 一メチル一 2 —ォキソ一 1 ーォキサスピロ [ 4. 4 ] ノナン、 4 —エ ト キシカルボ-ルー 3 —ヒ ドロキシ一 2 —ォキソ一 1 —ォキサスピロ [ 4 . 4 ] ノナン、 3 —ヒ ドロキシ一 2 —ォキソ一 1 ーォキサスピロ [ 4. 5 ] デカン、 3—ヒ ドロキシ一 3 —メチルー 2 _ォキソ一 1 —ォキサス ピロ [ 4. 5 ] デカン、 4 一エ トキシカルボ二ルー 3 —ヒ ドロキシ一 2 —ォキソ一 1 ーォキサスピロ [ 4. 5 ] デカン、 3 —ヒ ドロキシー 2 — ォキソ一 1 —ォキサスピロ [ 4. 7 ] ドデカンなどが挙げられる。
式 (6b) で表される化合物は、 医薬、 農薬その他の精密化学品の原料 と して利用できる。 また、 例えば ]3位に水素原子を有する化合物は、 力 ルボン酸 ( (メタ) アク リル酸、 ジカルボン酸など) のエステル体に誘 導した場合、 それ自体はアルカリ不溶性であるが、 酸によって容易に分 解し、 アルカリ可溶性を示すカルボン酸を生成させる (ラタ トン環は α 、 不飽和ラク トンとなって脱離する) 。 また、 ラク トン環は親水性 を有している。 そのため、 例えば、 脱離性及ぴ基板に対する密着性に優 れたレジス ト用樹脂 (例えば、 アク リル系樹脂、 ポリエステルなど) の 単量体又はその原料などと して有用である。
[ α —ヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン誘導体 2 ]
本発明の前記式 (6c) で表される α—ヒ ドロキシー γ—プチロラク ト ン誘導体は、 前記 at ドロキシ— γ 一プチロラク トン誘導体の製造法 において、 式 ( 2 ) で表されるアルコールと して、 R a、 Rbが水素原子 、 炭化水素基又は複素環式基であるアルコールを用い、 式 ( 5 ) で表さ れる α, /3 —不飽和カルボン酸誘導体と して、 R。がハ口アルキル基、 置換ォキシカルボニル基、 シァノ基又はァリ一ル基である化合物を用い ることにより製造することができる。
式 (6c) において、 R a l、 R b lで示される炭化水素基、 複素環式基、 及び好ましい R a l、 Rb lと しては、 それぞれ、 前記 Ra、 Rbにおいて例 示した炭化水素基、 複素環式基、 及び好ましい R a、 Rbと して例示した 基と同様である。 また、 R d、 こおける有機基、 及び好ましい R d、 R eは前記と同様である。 R "、 R d、 R eが、 互いに結合して、 隣接す る炭素原子又は炭素一炭素単結合と共に形成してもよい環には、 前記 R \ R d、 R 6が互いに結合して隣接する炭素原子又は炭素一炭素単結合 と共に形成してもよい環が含まれる。
この α—ヒ ドロキシ一 y —プチ口ラク トン誘導体 2では、 R。 1はハ口 アルキル基、 置換ォキシカルボニル基、 シァノ基又はァリール基である 。 これらの基の具体例と しては、 前記例示の基が挙げられる。 なかでも 、 好ま しい R e lには、 ト リ フルォロメチル基などの Cい 6ハロアルキル 基 (特に Cぃ4ハロアルキル基) ; メ トキシカルボニル、 ェ トキシカル ボニノレ、 ィソプロポキシカノレボニノレ基などの C t - 6ァノレコキシ一力ノレボ ニル基 (特に Cい 4アルコキシ一カルボニル基) ; フエニルォキシカル ボニル基などの C 6-!。ァリ一ルォキシ—カルボニル基 ; ベンジルォキシ カルボニル基などの C 7 - i ァラルキルォキシ一カルボニル基 ; シクロへ キシルォキシカルボニル基などの C 5 - 6シク口アルキルォキシ—カルボ ニル基 ; シァノ基 ; フエ-ル基などの C e-1 C)7リール基などが含まれる 式 (6c) で表される化合物の代表的な例と して、 例えば、 3— ト リフ ノレオロ メチノレー α— ヒ ドロキシー γ , ージメチノレー ーブチロラク ト ン、 α —ヒ ドロキシ一 /3 —メ トキシカルボ二ルー γ , γ —ジメチル一 γ ーブチロラク トン、 α—ヒ ドロキシ一 ]3 —メ トキシカノレポニノレー γ —メ チノレ一 γ —プチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 j3 —メ トキシカノレポ二ノレ - α , y , γ — ト リ メチル一 γ —プチロラク トン、 |3 _エ トキシカノレボ 二ノレ一 α —ヒ ドロキシ一 γ , γ —ジメチノレ一 γ —ブチロラク トン、 β — エ トキシカノレボニノレー α —ヒ ドロキシ一 γ —メチノレー γ —: チロ ラク ト ン、 ]3 —エ トキシ力/レポ二ノレ一 α —ヒ ドロキシ一 α , 7 , γ — ト リ メチ ルー γ —ブチロ ラク トン、 /3 _シァノ 一 α —ヒ ドロキシー γ , γ —ジメ チノレ一 γ—ブチロラク トン、 α—ヒ ドロキシ一 γ , γ —ジメチノレ一 /3 — フエ二ルー γ —ブチロラク トンなどが挙げられる。
この α —ヒ ドロキシー 一プチロ ラク トン誘導体 2は、 医薬、 農薬そ の他の精密化学品の原料と して有用である。
また、 この誘導体のうち、 例えば、 R dが水素原子である化合物は、 前記のよ うに、 カルボン酸 ( (メタ) アク リル酸、 ジカルボン酸など) のエステル体に誘導した場合、 それ自体はアルカ リ不溶性であるが、 ェ ステル基の結合している炭素原子のひ位に、 ハロアルキル基、 置換ォキ シカルボニル基、 シァノ基又はァリール基という、 電子吸引性基を有し ているため、 前記水素原子が極めて引き抜かれやすく、 酸によって容易 に分解し、 アルカ リ可溶性を示すカルボン酸を生成させる。 このため、 例えば、 脱離性及び基板に対する密着性に優れたレジス ト用樹脂 (例え ば、 アク リル系樹脂、 ポリエステルなど) の単量体又はその原料等と し て特に有用である。 と りわけ、 R。が置換ォキシカルボニル基又はシァ ノ基である化合物は親水性が高いため、 前記基板に対する密着性を大き く向上できる。
[ α —ヒ ドロキシ一 γ—ブチロラク トン誘導体 3 ] 本発明の前記式 (6d) で表される α —ヒ ドロキシ一 γ—ブチ口ラク ト ン誘導体は、 前記ひ ー ヒ ドロキシー 一プチ口ラク トン誘導体の製造法 において、 式 ( 2 ) で表される原料アルコールと して、 R 'が水素原子 、 R bが炭化水素基又は複素環式基であるアルコールを用いることによ り製造できる。
式 (6d) において、 R b 2で示される炭化水素基、 複素環式基、 及び好 ましい R b 2と しては、 前記 R bにおいて例示した炭化水素基、 複素環式 基、 及び好ましい R bと して例示した基と同様である。 また、 R e、 R d 、 R eにおける有機基、 及び好ましい R R d、 ま前記と同様である 式 (6d) で表される化合物の代表的な例と しては、 a — ヒ ドロキシ— γ —メチノレ一 γ —ブ'チロラク トン、 ο; —ヒ ドロキシ一 α , γ —ジメチノレ — γ —ブチロラク トン、 ーェチノレー α —ヒ ドロキシー γ—ブチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ —プロピノレー γ —ブチロラク トン、 γ —ブチ ノレ一 α — ヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン、 α — ヒ ドロキシー γ —ペン チノレー γ—ブ、チロラク トン、 γ —へキシノレ一 ct — ヒ ドロキシー γ —プ、チ ロラク トン、 α — ヒ ドロキシ一 γ —フエ二ノレ一 γ—ブチロラク トンなど が挙げられる。
このひ 一ヒ ドロキシー γ—ブチ口ラク トン誘導体 3は、 医薬、 農薬そ の他の精密化学品などの原料と して利用できる。 また、 この誘導体のう ち、 例えば、 R dが水素原子である化合物は前記と同様の理由から、 例 えば、 脱離性及び基板に対する密着性に優れたレジス ト用樹脂 (例えば 、 アク リル系樹脂、 ポリエステルなど) の単量体又はその原料などと し て有用である。
[ α - (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ―ブチ口ラク トン誘導体] 本発明の前記式 ( 8 ) で表される α— (メ タ) ァク リ ロイルォキシ一 γ—プチロラク ト ン誘導体において、 R'3、 で示される炭化水素基
、 複素環式基、 及び好ましい Ra 3、 R b 3と しては、 それぞれ前記 R '、 Rbにおいて例示した炭化水素基、 複素環式基、 及び好ま しい Ra、 Rb と して例示した基と同様である。 また、 Re、 Rd、 Reにおける有機基 、 及び好ましい Re、 Rd、 R 'は前記と同様である。
式 ( 8 ) で表される α— (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ—プチロラ ク トン誘導体の代表的な例と しては、 上記式 (6b) 、 (6c) 、 (6d) で 表される化合物の代表的な例と して記載した化合物に対応するァク リル 酸エステル及びメタク リル酸エステルのほか、 ひーヒ ドロキシ— y ージメチノレー γ—フ、'チロラク トン、 α—ヒ ドロキシー α, γ , γ— ト リ メチル一 γ—プチロ ラク トン、 α—ヒ ドロキシー ]3, γ , γ— ト リ メチ ノレ一 γ —ブチロ ラク ト ン、 γ—へキシノレ一 ひ 一 ヒ ドロキシ一 ^ 一メチノレ — γ —プチロ ラク トン、 — t —プ、チノレーひ ーヒ ドロキシ— γ —メチノレ 一 γ —プチロラク トンに対応するァク リル酸エステル及びメタク リル酸 エステルなどが挙げられる。
式 ( 8 ) で表される α— (メタ) ァク リ ロイルォキシー ^/—ブチロラ ク トン誘導体は、 ( i ) 前記本発明の α —ヒ ドロキシー ^/ —ブチ口ラク トン誘導体の製造法において、 式 ( 2) で表される原料アルコールと し て Ra、 Rbがそれぞれ水素原子、 炭化水素基又は複素環式基であるアル コールを用いることにより得られるひ 一ヒ ドロキシー γ—ブチロ ラク ト ン誘導体 (以下、 「 α —ヒ ドロキシー γ—ブチロラク ト ン誘導体 4」 と 称する場合がある) と、 (メタ) アク リル酸とを、 塩酸、 硫酸、 ρ— ト ルエンスルホン酸などの酸触媒の存在下で反応させる方法、 上記 α—ヒ ドロキシ一 一ブチ口ラク トン誘導体 4 と (メタ) ァク リル酸ハ ライ ドとを、 ト リエチルァミンなどの塩基の存在下で反応させる方法、 (iii) 上記 α—ヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン誘導体 4 と (メ タ) アタ リル酸エステルとを、 エステル交換触媒の存在下でエステル交換す る方法などにより製造できる。 前記 ( i ) 及び (ii) の方法において、 反応は通常のエステル化条件下で行う ことができる。 また、 前記 (iii ) の方法において、 エステル交換反応は、 ナ ト リ ウムアルコキシド、 ァ ルミニゥムアルコキシド、 チタン酸エステルなどの慣用のエステル交換 触媒を用いて行ってもよいが、 (メタ) アク リル酸エステルと して (メ タ) アク リル酸ビニル、 (メタ) アク リル酸プロぺ-ルなどの (メタ) アタ リル酸 C 2 - 4アルケニルエステルなどを用いると共に、 エステル交 換触媒と して周期表 3族元素化合物 (例えば、 ヨウ化サマリ ウム、 サマ リ ウム トリフレー ト、 サマリ ウム錯体などのサマリ ウム化合物等) を用 いることによ り高い収率で式 ( 8 ) で表される化合物を得ることができ る。
式 ( 8 ) で表される α— (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ —ブチロラ ク トン誘導体、 特に R dが水素原子である化合物は、 それ自体はアル力 リ不溶性であるが、 酸によって容易に分解して、 アルカリ可溶性を示す カルボン酸を生成させる。 また、 ラク トン環は高い親水性を有する。 そ のため、 この化合物を単量体成分とする重合体は、 脱離性に優れると共 に、 基板に対して優れた密着性を示し、 レジス ト用樹脂と して好適に使 用できる。
[重合体及び感光性樹脂組成物]
本発明の前記式 ( 9 ) で表される構造単位を有する重合体において、 R'3、 Rb 3、 R \ R d、 R e、 こ関しては、 上記式 ( 8 ) で表される a - (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ —プチロラク トン誘導体と同様で ある。
式 ( 9 ) で表される構造単位を有する重合体は、 前記式 ( 8 ) で表さ れる α — (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ—ブチロラク トン誘導体の単 独重合体であってもよく、 また前記 α— (メタ) アタ リ ロイルォキシ— γ—プチロラク トン誘導体と他の共重合可能な単量体との共重合体であ つてもよい。 前記共重合可能な単量体と しては、 例えば、 不飽和カルボ ン酸 [ (メタ) アタ リル酸、 フマル酸、 マレイン酸、 ィタコン酸など] 、 前記不飽和カルボン酸のエステル [不飽和カルボン酸と、 置換基を有 していてもよい脂肪族、 脂環式若しくは芳香族アルコール、 フユノール 類、 ヒ ドロキシラク トン類とのエステルなど] 、 (メタ) アタ リ ロニ ト リル、 スチレン系単量体などが挙げられる。 なかでも、 共重合可能な単 量体と して、 1 — ( 1 一 (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 1 ーメチルェチ ル) ァダマンタン、 3— ( 1— (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 1 —メチ ルェチル) — —ァダマンタノール、 3— ( (メタ) ァク リ ロイルォキ シ) 一 1 ーァダマンタノールなどの、 ァダマンタン環に保護基で保護さ れていてもよいヒ ドロキシル基を 1又は 2以上有するァダマンタン骨格 を含む (メタ) アタ リル酸エステル化合物 ; 2—ヒ ドロキシー 6— ( ( メタ) ァク リ ロイルォキシ) 一 ト リシクロ [ 5. 2. 1. 02' β] デカ ン、 2—ヒ ドロキシー 6— ( (メタ) ァク リ ロイルォキシ) トリシクロ [ 5. 2. 1. 0 2' 6] デカン、 2— ( 1 — (メタ) ァク リ ロイルォキ シ一 1 —メチルェチル) ト リシクロ [ 5. 2. 1. 02' 6] デカン、 6 ーヒ ドロキシ一 2— ( 1— (メタ) ァク リロイルォキシ一 1 —メチルェ チル) トリシクロ [ 5. 2. 1. 02' 6] デカン等の脂環式炭素環を含 む (メタ) アク リル酸エステル化合物などが、 エッチング耐性を付与で きる点から好ましい。 前記共重合体における式 ( 8 ) で表される ( メタ) アタ リ ロイルォキシ— γ—プチロラク トン誘導体と他の単量体 ( 例えば、 前記脂環式炭素環を含む (メタ) アク リル酸エステル化合物) との比率は、 特に限定されないが、 例えば、 前者 Ζ後者 = 2 5 / 7 5〜 7 0 / 3 0程度である。 前記重合体の重量平均分子量は、 例えば 5 0 0 0〜 5 0 0 0 0程度、 好ましくは 7 0 0 0〜 2 0 0 0 0程度である。
前記重合体は慣用の重合法により製造するこ とができる。 この場合、 式 ( 8 ) で表される a— (メタ) ァク リ ロイルォキシー γ —ブチロラク トン誘導体及び前記共重合可能な単量体は、 それぞれ 1種又は 2種以上 用いることができる。
前記重合体は、 ラク トン環を有していることから親水性に優れ、 レジ ス ト用樹脂と して使用した場合に、 基板に対して高い密着性を示す。 ま た、 ラク トン環のカルボニル基の a位にエステル基が結合しているため 、 酸により容易に分解して、 ラク トン環が脱離する。 そのため、 解像性 (感光性、 感度) 及び基板密着性に優れたフォ トレジス ト用樹脂と して 有用である。
本発明の感光性樹脂組成物 (例えば、 フォ トレジス ト用樹脂組成物) は、 前記式 ( 9 ) で表される構造単位を有する重合体と光酸発生剤とを 含む点に特徴を有する。
光酸発生剤と しては、 露光により効率よく酸を生成する慣用の化合物 、 例えば、 ジァゾニゥム塩、 ョードニゥム塩 (例えば、 ジフエ二ルョー ドへキサフルォロホスフェードなど) 、 スルホ二ゥム塩 (例えば、 ト リ フエニルスルホニゥムへキサフルォロアンチモネ一 ト、 ト リ フエニルス ノレホニゥムへキサフノレ才ロホスフェート、 ト リ フエニノレスノレホニゥムメ タンスルホネートなど) 、 スルホン酸エステル [例えば、 1 一フエニル — 1 — ( 4 —メチノレフエニル) スノレホニノレォキシ一 1 —ベンゾィノレメタ ン、 1, 2, 3— ト リスルホ-ルォキシメチルベンゼン、 1, 3 —ジニ トロ一 2— ( 4 —フエ-ルスルホニルォキシメチル) ベンゼン、 1 ーフ ェニル一 1 — ( 4 一メチルフエニルスルホニルォキシメチル) 一 1 ーヒ ドロキシ一 1 —ベンゾィルメタンなど] 、 ォキサチアゾ―ル誘導体、 s — ト リァジン誘導体、 ジスルホン誘導体 (ジフエニルジスルホンなど) 、 イ ミ ド化合物、 ォキシムスルホネート、 ジァゾナフ トキノン、 ベンゾ イントシレー トなどが挙げられる。 これらの光酸発生剤は単独で又は 2 種以上組み合わせて使用できる。
光酸発生剤の使用量は、 光照射により生成する酸の強度や前記重合体 における式 ( 9 ) で表される構造単位の含有量などに応じて適宜選択で き、 例えば、 前記重合体 1 0 0重量部に対して 0 . 1〜 3 0重量部、 好 ましく は 1〜 2 5重量部、 さらに好ましくは 2〜 2 0重量部程度の範囲 から選択できる。
感光性樹脂組成物は、 アルカリ可溶性樹脂 (例えば、 ノボラック樹脂 、 フエノール樹脂、 イ ミ ド樹脂、 カルボキシル基含有樹脂など) などの アルカリ可溶成分、 着色剤 (例えば、 染料など) 、 有機溶媒 (例えば、 炭化水素類、 ハロゲン化炭化水素類、 アルコール類、 エステル類、 ケ ト ン類、 エーテル類、 セロソルブ類、 カルビトール類、 グリ コ一ルェ一テ ルエステル類、 これらの混合溶媒など) などを含んでいてもよい。
本発明の感光性樹脂組成物は、 前記重合体 (酸感応性重合体) と光酸 発生剤、 及び必要に応じて前記有機溶媒等を混合し、 必要に応じて夾雑 物をフィルターなどの慣用の固体分離手段により除去することにより調 製できる。
この感光性榭脂組成物を基材又は基板上に塗布し、 乾燥した後、 所定 のマスクを介して、 塗膜 (レジス ト膜) に光線を露光して (又は、 さら に露光後べークを行い) 潜像パターンを形成し、 次いで現像することに より、 微細なパターンを高い精度で形成できる。
基材又は基板と しては、 シリ コンウェハ、 金属、 プラスチック、 ガラ ス、 セラミ ックなどが挙げられる。 フォ トレジス ト用樹脂組成物の塗布 は、 スピンコータ、 ディ ップコータ、 ローラコータなどの慣用の塗布手 段を用いて行う ことができる。 塗膜の厚みは、 例えば 0. l〜 2 0 / m
、 好ましくは 0. 3〜 2 /z m程度である。
露光には、 種々の波長の光線、 例えば、 紫外線、 X線などが利用でき 、 半導体レジス ト用では、 通常、 g線、 i線、 エキシマレーザー (例え ば、 X e C 1 、 K r F、 K r C 1 、 A r F、 A r C 1 など) などが使用 される。 露光エネルギーは、 例えば 1〜 1 0 0 0 m J Z c m2、 好まし くは l O S O O m j Z c m 2程度である。
光照射により光酸発生剤から酸が生成し、 この酸により前記重合体の 式 ( 9 ) の構造単位のうち環状部分が速やかに脱離して、 可溶化に寄与 するカルボキシル基が生成する。 そのため、 水又はアルカリ現像液によ る現像により、 所定のパターンを精度よく形成できる。
本発明の樹脂組成物は、 種々の用途、 例えば、 回路形成材料 (半導体 製造用レジス ト、 プリント配線板など) 、 画像形成材料 (印刷版材、 レ リーフ像など) などに利用できる。
[ ]3—ヒ ドロキシー γ—プチ口ラタ トン誘導体の製造]
本発明の /3—ヒ ドロキシ一 γ—プチ口ラタ トン誘導体の製造法では、 前記式 ( 6 ) で表される α—ヒ ドロキシ一 γ —ブチ口ラク トン誘導体の うち、 Rdが水素原子である化合物、 すなわち、 前記式 (6a) で表され る化合物を溶媒中に溶解させる。
溶媒と しては、 特に限定されず、 例えば前記の溶媒を使用できる。 反 応系に、 水を少量添加したり、 硫酸、 塩酸、 硝酸、 リン酸、 p— トルェ ンスルホン酸、 ヘテロポリ酸、 陽イオン交換樹脂などの酸を触媒量添加 することにより反応速度を速くすることができる。
反応温度は、 例えば 0〜 1 5 0 °C、 好ましくは 2 0〜 1 0 0 °C程度で ある。 室温〜 4 0°C程度であっても反応は円滑に進行する。
反応液中に、 下記式 (23)
Figure imgf000066_0001
(式中、 Ra、 Rb、 R \ R。は前記に同じ)
で表される α, ]3—不飽和一 γ—プチ口ラタ トン誘導体が認められるこ とから、 この異性化反応は、 前記式 (6a) で表される α—ヒ ドロキシ一 γ—プチロラク トン誘導体の脱水反応により上記式 (23) で表される α , /3—不飽和— y —プチロラク トン誘導体が生成し、 次いでこの化合物 が水和されることによ り進行するものと推測される。
反応終了後、 反応生成物は、 慣用の方法、 例えば、 濾過、 濃縮、 蒸留 、 抽出、 晶析、 再結晶、 カラムクロマ トグラフィーなどの分離手段や、 これらを組み合わせた分離手段により、 容易に分離精製できる。
[ y—プチ口ラク トン誘導体]
本発明 0前記式 (10) で表される γ—プチロラク トン誘導体において 、 R'、 R \ Rd、 R。については前記式 ( 2 ) 及び ( 5 ) の場合と同様 である。 好ましい R 'には、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロ ピル、 ィ ソプロ ピル、 ブチノレ、 イ ソブチノレ、 s —ブチル、 t —ブチノレ、 ペンチル 、 へキシル、 ォクチル、 デシル基などの d-i。脂肪族炭化水素基 (特に アルキル基) ; 例えば、 シク ロペンチル、 シク ロへキシル、 シク ロへキ セニル基などの C 3 5シク口アルキル基又はシク口アルケニル基等が含 まれる。 さらに好ま しい R 'は、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロピル 、 イソプロピル、 ブチル、 イ ソブチル、 s —ブチル基などの C卜 4アル キル基等である。 また、 好ましい Re、 R d、 R 'は前記式 ( 5 ) と同様 である。 前記式 (10) 中、 R b 4における橋かけ環炭化水素基と しては、 2〜4 環系の橋かけ環炭化水素基が挙げられ、 そのなかでも、 2環系又は 3環 系の橋かけ環炭化水素基が好ましい。
前記橋かけ環炭化水素基における橋かけ環の代表的な例と して、 前記 式 ( 2 ) の説明箇所で例示した橘かけ環が挙げられる。 なお、 橋かけ環 炭化水素基における " y —プチロラク トン環との結合部位は、 橘かけ環を 構成する炭素原子の何れであってもよいが、 好ましく は橋頭位 (接合位 ) の炭素原子である。
前記橋かけ環は、 種々の置換基、 例えば、 ハロゲン原子 (フッ素、 塩 素、 臭素、 ヨ ウ素原子) 、 ォキソ基、 保護基で保護されていてもよいヒ ドロキシル基、 保護基で保護されていてもよいヒ ドロキシメチル基、 保 護基で保護されていてもよいアミノ基、 保護基で保護されていてもよい カルボキシル基、 置換ォキシカルボニル基、 置換又は無置換力ルバモイ ル基、 ニ トロ基、 ァシル基、 シァノ基、 アルキル基 (例えば、 メチル、 ェチル基などの C卜 4アルキル基など) 、 シクロアルキル基、 ァリール 基 (例えば、 フユニル、 ナフチル基など) 、 複素環式基などを有してい てもよい。 特に、 ォキソ基、 保護基で保護されていてもよいヒ ドロキシ ル基、 保護基で保護されていてもよいヒ ドロキシメチル基、 保護基で保 護されていてもよいアミノ基、 保護基で保護されていてもよいカルボキ シル基などの親水性の置換基を有する化合物は、 基板に対する密着性な どの点から、 レジス ト用榭脂の単量体の中間原料などと して有用である 前記ヒ ドロキシル基及びヒ ドロキシメチル基の保護基、 ァミノ基の保 護基、 カルボキシル基の保護基と しては、 前記例示の慣用の保護基を使 用できる。
式 (10) で表される化合物の代表的な例と しては、 γ — ( 1 —ァダマ ンチル) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン、 — ( 1 —ァダマン チル) —ヒ ドロキシ一 γ —メチルー γ —ブチロラク トン、 Ί — ( 1 ーァダマンチル) 一 γ —ェチノレ一 α —ヒ ドロキシ一 ブチロラク トン
、 - ( 1 ーァダマンチノレ) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —イ ソプロ ピノレ一 γ
-ブチロ ラク トン、 V — ( 1 —ァダマンチノレ) 一 α —ヒ ドロキシ一 α, γ —ジメチノレ— y —ブチロラク トン、 γ — ( 1 —ァダマンチノレ) — — ヒ ドロキシー , γ —ジメチル一 γ —ブチロ ラク トン、 γ — ( 3 —ヒ ド 口キシァダマンタン一 1 —ィノレ) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチル一 γ — ブチロ ラク トン、 Ί — ( 3 —力ノレボキシァダマンタ ン一 1 一ィル) 一 α
—ヒ ドロキシー γ —メチノレ一 ^ ープ、チロラク トン、 a —ヒ ドロキシ一 γ
—メチノレ一 γ — ( 3 a —ノヽ0—ヒ ドロインデニノレ) 一 y —ブチロラク トン
、 γ - ( 4 a —デカ リニノレ) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチノレ一 γ —ブ、チ ロラク トン、 Ί 一 ( 8 a —ヒ ドロキシデカ リ ン一 4 a —ィル) 一 ーヒ ドロキシー γ —メチノレ一 γ —ブチロ ラク トン、 CK —ヒ ドロキシー ツ 一メ チノレー <y — ( 4 a —ノヽ0—ヒ ドロ フノレオレニノレ) 一 γ —ブ、チロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチノレ一 ー ( 4 a — ノヽ。ー ヒ ドロアン トラセ二ノレ
) 一 γ —ブチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチルー y — ( 8 a — パーヒ ドロフエナン ト レニノレ) 一 γ —ブチロ ラク トン、 ひ 一ヒ ドロキシ 一 γ —メチルー γ — ( 2 — ト リ シク ロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカニル
) — γ —ブチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ — ( 6 —ヒ ドロキシ ト リ シク ロ [ 5 . 2. 1 . 0 2' β] デカン一 2 —ィル) 一 γ —メチル一 γ — ブチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチルー ^/ — ( 2 a —パーヒ ド ロアセナフテニノレ) 一 γ —ブチロラク トン、 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチ ルー γ — ( 3 a —ノヽ。—ヒ ドロフエナレニノレ) — γ —ブチロラク トン、 ひ
— ヒ ドロキシ一 Υ —メチノレ一 ー ( 1 —ノ ノレポ/レナニノレ) 一 Ύ ーブチ口 ラク トン、 α —ヒ ドロキシー 一メチノレ一 γ — ( 2 —ノノレボノレネン一 1 —ィル) 一 γ —プチロラク トンなど ; 及びこれらの化合物に対応するァ ク リ ロイル誘導体、 メタタ リ ロイル誘導体などが挙げられる。
式 (10) で表されるツ ープチロラク トン誘導体のうち、 Rが水素原子 である化合物 — ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体) は、 前記 本発明の α —ヒ ドロキシ— Ί—プチ口ラク トン誘導体の製造法により製 造できる。
すなわち、 上記化合物は、 下記式 (24)
( 24)
b4
Rd R
(式中、 R '、 R b 4は前記に同じ)
で表されるアルコールと、 前記式 ( 5 ) で表される α, —不飽和カル ボン酸誘導体とを、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と して 、 分子状酸素の存在下で反応させることにより得られる。
前記式 (24) で表されるアルコールの代表的な例と して、 1 ーァダマ ンタンメ タノール、 α —メチル一 1 ーァダマンタンメ タノール、 α —ェ チル一 1 一ァダマンタンメ タノール、 α —ィ ソプロ ピル一 1 —ァダマン タンメ タノール、 3 —ヒ ドロキシ一 α —メチル一 1 —ァダマンタンメ タ ノール、 3 一カルボキシー ーメチルー 1 ーァダマンタンメ タノール、 α—メチル一 3 a ーノヽ0—ヒ ドロイ ンデンメ タノール、 α —メチルー 4 a ーデカリ ンメ タノール、 8 a —ヒ ドロキシー α —メチル一 4 a —デカ リ ンメ タノ一ノレ、 α —メチノレー 4 a —ノヽ。ーヒ ドロフノレオレンメ タノーノレ、 a —メチルー 4 a—ノ、。ーヒ ドロアン トラセンメ タノーノレ、 α —メチル一 8 a —パーヒ ドロフエナン ト レンメ タノール、 α —メチルー 2 — ト リ シ ク ロ [ 5 . 2 . 1 . 0 2 ' β ] デカンメ タ ノ一ル、 6 — ヒ ドロキシ一 α— メチル一 2 — ト リ シク ロ [ 5 . 2 . 1 . 0 2 ' 6 ] デカンメ タ ノ 一ル、 ひ —メチノレ一 2 a—ノ ー ヒ ド ロ アセナフテンメ タノ一ノレ、 α—メチノレー 3 a一パーヒ ドロフエナレンメ タノール、 α—メチル一 1 —ノルボルナン メタノール、 α—メチル一 2—ノルボルネンー 1 ーメタノールなどが挙 げられる。
前記式 (24) で表されるアルコールは、 例えば、 下記式 (25) 0
(25)
つ a ,b4
(式中、 R'、 Rb 4は前記に同じ)
で表されるカルボニル化合物を、 例えば、 水素化アルミニウムリチウム 、 水素化ホウ素ナ ト リ ゥム又はそれらの類縁化合物等の金属水素錯化合 物や金属水素化合物を用いて還元したり ( ヒ ド リ ド還元) 、 R u— C、 C r — C u、 R h— C、 酸化白金、 ラネーニッケルなどの触媒の存在下 で水素によ り接触還元する方法などによ り得ることができる。 還元は、 上記還元法の種類に応じて、 ジェチルェ一テル、 テ トラヒ ドロフランな どのエーテル類 ; へキサンなどの脂肪族炭化水素類 ; トルエンなどの芳 香族炭化水素類 ; メ タノ一ルなどのアルコール類 ; 塩化メチレンなどの ハロゲン化炭化水素類 ; 酢酸などのカルボン酸等の溶媒中、 — 1 0 0 °C 〜 1 5 0 °C程度の温度で行うことができる。
また、 前記式 (25) で表されるカルボニル化合物は、 例えば、 下記式
(26)
,b4
(26)
(式中、 Rb 4は前記に同じ)
で表される橘かけ環炭化水素と、 下記式 (27)
Figure imgf000071_0001
(式中、 R'は前記に同じ)
で表される 1, 2—ジカルボニル化合物とを、 酸素、 および金属化合物 及び/又は前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物の存在下で反応させる ことにより得ることができる。
前記 1, 2—ジカルボニル化合物の代表的な例と して、 ビアセチル ( 2, 3 —ブタンジオン) 、 3, 4—へキサンジオンなどが挙げられる。 前記酸素と しては分子状酸素を用いることが多い。 前記金属化合物と し ては、 酢酸コバルト、 コバルトァセチルァセ トナ トなどのコバルト化合 物、 バナジウムァセチルァセ トナ ト、 バナジルァセチルァセ トナトなど のバナジウム化合物などが例示できる。 また、 イ ミ ド化合物には N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ドなどが含まれる。
前記 1, 2—ジカルボニル化合物の使用量は、 式 (26) で表される橋 かけ環炭化水素 1モルに対して、 例えば 1〜 5 0モル、 好ましく は 1. 5〜 2 0モル程度である。 酸素は式 (26) で表される橋かけ環炭化水素 に対して過剰量用いる場合が多い。 金属化合物の使用量は、 式 (26) で 表される橋かけ環炭化水素 1モルに対して、 例えば 0. 0 0 0 0 1〜 1 モル、 好ましく は 0. 0 0 0 1〜 0 · 1モル程度である。 また、 イ ミ ド 化合物の使用量は、 式 (26) で表される橋かけ澴炭化水素 1モルに対し て、 例えば 0. 0 0 0 0 1〜 1モル、 好ましくは 0. 0 0 1〜0. 7モ ル程度である。 前記金属化合物とイ ミ ド化合物とは併用してもよい。 反 応は、 通常、 酢酸、 ベンゾニ トリル、 トリ フルォロメチルベンゼンなど の有機溶媒中で行われる。 反応温度は、 例えば、 0〜 3 0 0 °C、 好まし くは 4 0〜 1 5 0 °C程度である。 反応生成物は、 濾過、 濃縮、 蒸留、 晶 析、 再結晶、 カラムクロマ トグラフィーなどの慣用の分離手段により分 離精製できる。
前記式 ( 5 ) で表される化合物については前記と同様である。 また、 前記式 (24) のアルコールと式 ( 5 ) の化合物との反応における反応条 件等は、 前記本発明の c ーヒ ドロキシ一 γ _プチロラク トン誘導体の製 造法において記載した条件等を採用できる。 -
[ a - (メタ) ァク リロイルォキシ一 Ί—ブチ口ラク トン誘導体の製 造]
前記式 (10) で表される γ —ブチロラク トン誘導体のうち、 Rがァク リロイル基又はメタク リロイル基である化合物 — (メタ) ァク リ ロ ィルォキシ— γ—プチ口ラタ トン誘導体] は、 ( i ) 前記式 (10) で表 される γ—プチロラク トン誘導体のうち、 Rが水素原子であるひーヒ ド 口キシ一 γ—プチ口ラタ トン誘導体と (メタ) アタ リル酸とを、 塩酸、 硫酸、 ρ — トルエンスルホン酸などの酸触媒の存在下で反応させる方法 、 ( ϋ ) 前記ひ 一ヒ ドロキシー γ—プチロラク トン誘導体と (メタ) ァ ク リル酸ハライ ドとを、 ト リエチルァミンなどの塩基の存在下で反応さ せる方法、 (i i i ) 前記 α —ヒ ドロキシー 一プチロラク トン誘導体と (メタ) アク リル酸エステルとを、 エステル交換触媒の存在下でエステ ル交換する方法などにより製造できる。 前記 ( i ) 及び (i i) の方法に おいて、 反応は通常のエステル化条件下で行うことができる。 また、 前 記 (i i i ) の方法において、 エステル交換反応は、 ナ トリ ウムアルコキ シド、 アルミニウムアルコキシド、 チタン酸エステルなどの慣用のエス テル交換触媒を用いて行ってもよいが、 (メタ) アク リル酸エステルと して (メタ) アク リル酸ビュル、 (メタ) アク リル酸プロぺニルなどの (メタ) アク リル酸 C 2 - 4アルケニルエステルなどを用いると共に、 ェ ステル交換触媒と して周期表 3族元素化合物 (例えば、 ヨ ウ化サマリ ゥ ム、 サマリ ウム トリ フレー ト、 サマリ ウム錯体などのサマリ ウム化合物 等) を用いることにより高い収率でひ 一 (メタ) ァク リロイルォキシ一 γ—プチロラク トン誘導体を得ることができる。
本発明の式 (10) で表される —プチロラク トン誘導体は、 感光性樹 脂等の機能性高分子の原料、 医薬、 農薬その他の精密化学品の原料など と して有用である。 特に、 前記 α— (メタ) ァク リ ロイルォキシ一 γ— プチロラク トン誘導体、 と りわけ R dが水素原子である化合物は、 それ 自体はアルカリ不溶性であるが、 酸によって容易に分解して、 アルカリ 可溶性を示すカルボン酸を生成させる。 また、 ラク トン環が高い親水性 を有すると共に、 γ位に結合している橋かけ環のためエッチング耐性に も優れる。 そのため、 これらの化合物を単量体成分とする重合体は、 脱 離性に優れると共に、 基板に対して優れた密着性を示し、 レジス ト用樹 脂と して好適に使用できる。
例えば、 前記 α — (メタ) アタ リ ロイルォキシ一 γ—プチ口ラク トン 誘導体を単量体とする単独又は共重合体と前記光酸発生剤とを混合する ことにより感光性樹脂組成物 (例えば、 フォ ト レジス ト用樹脂組成物) を調製できる。
3 . 共役不飽和化合物の製造
分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (2a) で表されるアルコールと前記式 (3a) で表される活性 ォレフィンとを反応させることにより、 前記式 (1 1 ) で表される共役不 飽和化合物が生成する。
前記式 (2a) 中、 R '、 R 1における有機基と しては、 前記 R a、 R bに おける有機基と同様であり、 R '、 R iが互いに結合して隣接する炭素原 子と共に形成する環と しては、 R '、 R bが互いに結合して隣接する炭素 原子と共に形成する環と同様のものが挙げられる。 好ましい R 1には、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロピル、 イ ソプロ ピル、 ブチルなどの C 4アルキル基、 C ァリ一ル基などが含まれ る。 好ましい R iには、 水素原子、 C i— 。脂肪族炭化水素基 (メチル、 ェチル、 プロ ピノレ、 イ ソプロ ピノレ、 ブチル、 イ ソブチル、 s —プチル、 t ーブチル、 ペンチノレ、 へキシル、 ォクチル、 デシル基など ; 特に d - 1 0アルキル基) 、 脂環式炭化水素基 (例えば、 シクロペンチル、 シクロ へキシル、 シクロへキセニル基などの C 3— i 5シクロアルキル基又はシク ロアルケニル基 ; 橋かけ環炭化水素基等) などが含まれる。 また、 R ' 、 R 1が互いに結合して隣接する炭素原子と共に 3 〜 1 5員 (特に 5 〜 8員) 程度の非芳香族性炭素環を形成するのも好ましい。
前記式 (2a) で表されるアルコールと しては、 広範囲の第 1級アルコ ールが挙げられる。 その代表的な例と して、 エタノール、 1 —プロパノ —ノレ、 1 —ブタノーノレ、 2—メチノレ一 1 —プロノヽ0ノーノレ、 1 —ペンタノ 一ノレ、 1—へキサノーノレ、 1 ーォクタノーノレ、 1 ーデカノーノレ、 1—へ キサデ力ノール、 2 —ブテン一 1 —オールなどの炭素数 2 〜 3 0 (好ま しくは 2 〜 2 0、 さらに好ましくは 2 〜 1 5 ) 程度の飽和又は不飽和脂 肪族第 1級アルコール ; シクロペンチルメチルアルコール、 シクロへキ シルメチルアルコール、 2—シク 口へキシルェチルアルコールなどの飽 和又は不飽和脂環式第 1級アルコール ; 2—フ工ニルエチルアルコール 、 3 —フエニルプロピルアルコール、 桂皮アルコールなどの芳香族第 1 級アルコール; 2— ( 2—ヒ ドロキシェチル) ピリジンなどの複素環式 アルコールが挙げられる。 前記式 (3a) で表される化合物は、 前記式 (3 ) で表される化合物の うち R eが水素原子である化合物に相当する。 式 (3a) 中の R d、 R \ Yは前記式 ( 3 ) と同様である。
反応は前記本発明の 1 , 3—ジヒ ドロキシ化合物の製造法に準じて行 うことができる。 なお、 この反応では、 前記式 (11) で表される共役不 飽和化合物のほか、 前記式 (4 ) に対応する化合物 (式 (4 ) において 、 Ra= R i R ' CH基、 Rb= R。 = Hである化合物) 、 及び式 (3a) の 化合物と して Y- C OzRfである化合物を用いる場合には、 前記式 ( 6 ) に対応する化合物 (式 ( 6) において、 R' R 'R ' CH基、 Rb=R C==Hである化合物) が生成しうる。
例えば、 n—プロピルアルコールとァク リル酸ェチルとを反応させた 場合には、 目的物であるソルビン酸ェチルが生成するほか、 条件により 、 式 ( 4 ) に対応する 2, 4ージヒ ドロキシへキサン酸ェチル及ぴ式 ( 6 ) に対応する 4—ェチル一 2—ヒ ドロキシ一 γ—ブチロラク トンが生 成する。
式 (11) で表される共役不飽和化合物は、 先ず前記式 (4 ) に対応す るジヒ ドロキシ化合物 (式 (4 ) において、 R a^ R 'Ri CH基、 Rb = RC = Hである化合物) が生成し、 次いでこの化合物から 2分子の水が 脱離することにより生成するものと推測される。 反応生成物は前記と同 様の分離手段により分離精製できる。
4. /3—ヒ ドロキシァセタール化合物の製造
分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (12) で表されるァセタールと前記式 ( 3 ) で表される活性 ォレフィンとを反応させることにより、 前記式 (13) で表される j8—ヒ ドロキシァセタール化合物を製造できる。
式 (12) 中、 Rk、 Rm、 こおける有機基と しては、 前記 R'、 Rb における有機基と同様のものが挙げられる。 Rra、 Rnが互いに結合して 隣接する 2個の酸素原子及び炭素原子と共に形成する環と しては、 1, 3—ジォキソラン環、 1, 3—ジォキサン環などが挙げられる。 これら の環にはアルキル基やハロゲン原子などの置換基が結合していてもよい 好ましい R kには、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロ ピル、 イ ソプロ ピル、 ブチノレ、 イソブチル、 s —ブチル、 t—ブチノレ、 ペンチノレ、 へキ シル、 ォクチル、 デシル基などの C: 。脂肪族炭化水素基 (特に、 d - 4ァノレキノレ基) ; シク ロペンチノレ、 シク ロへキシノレ、 シク ロへキセニノレ
、 ァダマンチル基などの C 1 S程度の脂環式炭化水素基 (シクロアルキ ル基、 シクロアルケニル基、 橋かけ環炭化水素基) ; フヱニル、 ナフチ ル基などの C 61 4ァリール基などが含まれる。 好ましい R m、 R nと して は、 水素原子 ; メチル、 ェチル、 プロピル、 イ ソプロピル、 プチル、 ィ ソブチル、 へキシル基などの d 脂肪族炭化水素基 (特に、 C i— 4アル キル基) ; シクロペンチル、 シクロへキシル基などの C — i。程度の脂環 式炭化水素基などが挙げられる。 また、 R m、 R nが互いに結合して隣接 する 2個の酸素原子及び炭素原子と共に環を形成するのも好ましい。 式 (12) で表されるァセタールと しては、 前記酸素原子の隣接位に炭 素一水素結合を有するァセタール (A 1- 3) と して例示された化合物が挙 げられる。 その代表的な例には、 1 , 3—ジォキソラン、 2—メチル一 1, 3—ジォキソラン、 2—ェチル一 1, 3 —ジォキソランなどの 1 , 3—ジォキソラン化合物 ; 2—メチル一 1, 3—ジォキサンなどの 1 , 3—ジォキサン化合物 ; ァセ トアルデヒ ドジメチルァセタールなどのジ アルキルァセタール化合物などが含まれる。
式 ( 3 ) で表される活性ォレフィ ンは前記と同様である。 反応は前記 本発明の有機化合物の製造法に従って行うことができる。 また、 反応生 成物は前記と同様の分離手段により分離精製できる。
なお、 この反応では、 先ず式 (12) で表されるァセタールに対応する 1, 1—ジ置換ォキシアルキルラジカルが生成し、 これが式 ( 3 ) で表 される活性ォレフィンの不飽和結合を構成する 2つの炭素原子のうち基 Yの j3位の炭素原子を攻撃して付加すると ともに、 付加により ct位に生 成したラジカルに酸素が攻撃することにより、 式 (13) で表される — ヒ ドロキシァセタール化合物が生成するものと推測される。
5. ヒ ドロキシ化合物の製造
分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるィ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (14) で表されるメチン炭素原子を有する化合物と前記式 ( 3 ) で表される活性ォレフィンとを反応させることにより、 前記式 (15 ) 及び式 (16) から選択された少なく とも 1種のヒ ドロキシ化合物を生 成させることができる。
式 (14) 中、 R °、 R R qにおける有機基と しては、 前記 R a、 R b における有機基と同様のものが挙げられる。 好ましい有機基には、 メチ ル、 ェチル、 プロピノレ、 イソプロピル、 ブチノレ、 イ ソブチル、 s —ブチ ル、 t —ブチル、 ペンチル、 へキシル、 ォクチル、 デシル基などの -
10脂肪族炭化水素基 (特に、 d- 4アルキル基) ; シクロペンチル、 シ クロへキシル、 シクロへキセ -ル、 ァダマンチル基などの C 3 - i 5程度の 脂環式炭化水素基 (シクロアルキル基、 シクロアルケニル基、 橋かけ環 炭化水素基) ; フエニル、 ナフチル基などの C 6 14ァリール基などが含 まれる。
R °、 R p、 R Q (R。と Rp、 Rpと R q、 R。と R Q、 又は R。と Rpと R q ) が互いに結合して隣接する炭素原子と共に形成する環と しては、 例え ば、 シクロプロノ、。ン、 シクロブタン、 シクロペンタン、 シクロペンテン 、 シクロへキサン、 シクロへキセン、 シクロオクタン、 シクロデカン、 シクロ ドデカン環などの 3〜 2 0員 (好ましく は 3 〜 1 5員、 さらに好 ましくは 5〜 1 5員、 特に 5〜 8員) 程度の単環の脂環式炭素環 (シク ロアルカン環、 シクロアルケン環) ; 例えば、 ァダマンタン環、 パーヒ ドロインデン環、 デカリ ン環、 パーヒ ドロフルオレン環、 パーヒ ドロア ントラセン環、 パーヒ ドロフエナン トレン環、 トリシクロ [ 5. 2. 1 . 02' 6] デカン環、 パーヒ ドロアセナフテン環、 パーヒ ドロフエナレ ン環、 ノルボルナン環、 ノルボルネン環など 2〜 4環程度の橋かけ環式 炭素環が挙げられる。 これらの環は、 置換基 (例えば、 前記 Ra、 Rbに おける炭化水素基が有していてもよい置換基と同様の基) を有していて もよい。
R。と RPと R11が互いに結合して隣接する炭素原子と共に橋かけ環式 炭素環を形成する場合、 式 ( ) に示されるメチン炭素原子は橋頭位の 炭素原子であるのが好ましい。
式 ( ) で表されるメチン炭素原子を有する化合物と しては、 前記メ チン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 (A3) 、 例えば、 橋 かけ環式化合物 (A3-la) 、 環に炭化水素基が結合した非芳香族性環状 化合物 (A3-lb) 、 メチン炭素原子を有する鎖状化合物 (A3-2) と して 例示された化合物が挙げられる。
式 ( 3 ) で表される活性ォレフィンは前記と同様である。 反応は前記 本発明の有機化合物の製造法に従って行う ことができる。 また、 反応生 成物は前記と同様の分離手段により分離精製できる。
この反応では、 式 (14) で表される化合物の該メチン炭素部位にラジ カルが生成し、 これが式 ( 3 ) で表される活性ォレフィンの不飽和結合 を構成する 2つの炭素原子のうち基 Yの i3位の炭素原子又は α位の炭素 原子を攻撃して付加すると ともに、 付加によ り α位又は β位にそれぞれ 生成したラジカルに酸素が攻撃することによ り、 式 (15) で表されるヒ ドロキシ化合物又は式 (16) で表されるヒ ドロキシ化合物が生成するも のと考えられる。
このようにして製造される式 (15) で表されるヒ ドロキシ化合物のう ち、 好ましい化合物には、 R。と RPと RQが互いに結合して隣接する炭 素原子と共に橋かけ環式炭素環 (例えば、 ァダマンタン環など) を形成 し、 Re、 Rd、 Reがそれぞれ水素原子又は C i-4アルキル基であり、 Y がアルコキシカルボ-ル基 (例えば、 C i— アルコキシ—力ルポニル基 ) 、 ァリールォキシカルボニル基、 ァシル基 (例えば、 C i— ァシル基 、 ベンゾィル基など) 又はカルボキシル基である化合物が含まれる。 こ のような化合物は、 医薬、 農薬などの精密化学品の原料や機能性高分子 の原料等と して有用である。
6. カルボニル化合物の製造
分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (14) で表されるメチン炭素原子を有する化合物と前記式 (3b) で表される活性ォレフィンとを反応させることにより、 前記式 (17) で 表されるカルボニル化合物を生成させることができる。
この方法は、 前記ヒ ドロキシ化合物の製造において、 式 ( 3 ) で表さ れる活性ォレフィンと して Reが水素原子である化合物を用いた場合に 相当する。 この場合には、 前記式 (15) に相当する化合物 (R e = H) 及び/又は式 (16) に相当する化合物 (R S = H) の代わりに、 又は前 記化合物に加えて、 式 (17) で表されるカルボニル化合物が生成する。 両化合物の生成比率は、 例えば、 反応温度、 触媒量、 助触媒 (金属化合 物) の種類などの反応条件を適宜選択することによ り調整できる。
式 (17) で表されるカルボニル化合物は、 式 (15) に相当する化合物 (R' = H) が系内でさらに酸化されて生成するものと考えられる。 こう して製造される式 (17) で表されるカルボ-ル化合物のうち、 好 ましい化合物には、 R。と Rpと Rqが互いに結合して隣接する炭素原子 と共に橋かけ環式炭素環 (例えば、 ァダマンタン環など) を形成し、 R \ R dがそれぞれ水素原子又は Cぃ アルキル基であり、 Yがアルコキ シカルボニル基 (例えば、 Cぃ4ァノレコキシ一力ノレボニル基) 、 ァリ一 ルォキシカルボニル基、 ァシル基 (例えば、 C i 4ァシル基、 ベンゾィ ル基など) 又はカルボキシル基である化合物が含まれる。 このよ うな化 合物は、 医薬、 農薬などの精密化学品の原料や機能性高分子の原料等と して有用である。
7. 電子吸引基含有化合物の製造
本発明の電子吸引基含有化合物の製造法では、 分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (14) で表さ れるメチン炭素原子を有する化合物と前記式 (3c) で表される活性ォレ フィンとを反応させて、 前記式 (18) で表される有機化合物を得る。 この方法は、 前記ヒ ドロキシ化合物の製造において、 式 ( 3 ) で表さ れる活性ォレフィンと して R e及び R dが水素原子である化合物を用いた 場合に相当する。 この場合には、 前記式 (15) に相当する化合物 (R = Rd = H) 、 前記式 (16) に相当する化合物 (R。二 R d = H) 、 前記 式 (17) に相当する化合物 (R。= Rd = H、 R。=Hの場合のみ) の代 わりに、 又は前記化合物に加えて、 式 (18) で表される化合物が生成す る。 前記各化合物の生成比率は、 例えば、 反応温度、 触媒量、 助触媒 ( 金属化合物) の種類などの反応条件を適宜選択することにより調整でき る。
式 (18) で表される化合物は、 式 (16) に相当する化合物 (Re= Rd =H) のメチ口一ル基が系内でさらに酸化されてカルボキシル基となり 、 これが脱炭酸することにより生成するものと考えられる。
こう して製造される式 (18) で表されるカルボ-ル化合物のうち、 好 ましい化合物には、 R。と Rpと Rqが互いに結合して隣接する炭素原子 と共に橋かけ環式炭素環 (例えば、 ァダマンタン環など) を形成し、 R 。が水素原子又は C 4アルキル基であり、 Yがアルコキシカルボニル基 (例えば、 Cい 4アルコキシ—カルボニル基) 、 ァリ一ルォキシカルボ ニル基、 ァシル基 (例えば、 d - 4ァシル基、 ベンゾィル基など) 又は カルボキシル基である化合物が含まれる。 このような化合物は、 医薬、 農薬などの精密化学品の原料や機能性高分子の原料等と して有用である 8 . アルコールの製造
分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 ( 2 ) で表されるアルコールと前記式 (14) で表されるメチ ン炭素原子を有する化合物とを反応させることにより、 前記式 (19) で 表されるアルコールを生成させることができる。
式 ( 2 ) で表されるアルコールと しては、 前記 1, 3—ジヒ ドロキシ 化合物の製造の場合と同様のものを使用できる。 また、 式 (14) で表さ れるメチン炭素原子を有する化合物と しては、 前記ヒ ドロキシ化合物の 製造の場合と同様の化合物を用いることができる。 なお、 この方法では 、 式 (14) で表されるメチン炭素原子を有する化合物は、 ラジカル捕捉 性化合物 (B2) と して機能すると考えられる。
反応は前記本発明の有機化合物の製造法に従って行う ことができる。 また、 反応生成物は前記と同様の分離手段により分離精製できる。
この反応では、 系内で生成した式 ( 2 ) のアルコールに対応する 1一 ヒ ドロキシアルキルラジカルが、 式 (1 4) で表される化合物のメチン炭 素原子を攻撃することにより、 式 (19) で表されるアルコールが生成す るものと考えられる。
9 . カツプリング生成物の製造
分子状酸素の存在下、 前記式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 前記式 (14a) で表されるメチン炭素原子を有する化合物と前記式 ( 14b) で表されるメチン炭素原子を有する化合物とを反応させること により、 前記式 (20 ) で表されるカップリング生成物 (炭化水素類) を 得ることができる。
式 (14a) 及び式 (14b) 中、 R D L、 R P L、 R Q L、 R °2、 R P 2、 R Q 2に おける有機基及ぴ好ましい有機基と しては、 前記 R °、 R P、 R Qの場合 と同様のものが挙げられる。 また、 尺。1、 R P L、 R " ( R Q Lと R P L、 R p lと R Q L、 R Q 1と R "、 又は R "と R P Lと R Q L) が互いに結合して隣接 する炭素原子と共に形成する環、 R °2、 R P 2、 R Q 2 ( R 2と R P 2、 R p 2 と R E 2、 R °2と R Q 2、 又は R ° 2と R p 2と R q 2) が互いに結合して隣接す る炭素原子と共に形成する環と しては、 前記 R °、 R \ R Qが互いに結 合して隣接する炭素原子と共に形成する環と同様のものが挙げられる。 式 (14a) 、 式 (14b) で表されるメチン炭素原子を有する化合物と し ては、 前記メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物 (A3) 、 例えば、 橋かけ環式化合物 (A3-la) 、 環に炭化水素基が結合した非 芳香族性環状化合物 (A3-lb) 、 メチン炭素原子を有する鎖状化合物 (A 3-2) と して例示された化合物が挙げられる。 式 (14a) で表される化合 物と式 ( b) で表される化合物は同一の化合物であってもよく、 異な る化合物であってもよい。
反応は前記本発明の有機化合物の製造法に従って行う ことができる。 また、 反応生成物は前記と同様の分離手段により分離精製できる。
この反応では、 式 (14a) で表される化合物の該メチン炭素部位にラ ジカルが生成し、 これが式 (14b) で表される化合物のメチン炭素原子 を攻撃することにより、 前記式 (20) で表されるカップリ ング生成物が 生成するものと考えられる。
このよ う に、 本発明の方法によれば、 温和な条件下、 付加又は置換反 応によ り各種有機化合物を効率よく製造できる。 また、 不飽和化合物の 不飽和結合を形成する炭素原子や橋かけ環式化合物などのメチン炭素原 子に、 直接ヒ ドロキシメチル基、 アルコキシメチル基、 ァシル基、 第 3 級炭素原子などを結合できる。 さらに、 アルコールと不飽和化合物と酸 素から、 対応する 1 , 3 —ジヒ ドロキシ化合物を収率よく得ることがで きる。
本発明によれば、 ひーヒ ドロキシ一 γ —プチ口ラク トン誘導体を入手 容易な原料から温和な条件下で効率よく製造できる。
また、 ]3—ヒ ドロキシ一 γ—ブチ口ラク トン誘導体を前記 α —ヒ ドロ キシ一 γ —プチロラク トン誘導体から簡易に効率よく製造できる。
本発明によれば、 新規な α —ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体 が提供される。 これらの化合物は、 医薬、 農薬その他の精密化学品、 感 光性樹脂等の機能性高分子などの原料と して有用である。
本発明の感光性樹脂組成物によれば、 特定の構造単位を有する重合体 を含んでいるため、 光照射により光酸発生剤から生成する酸によって速 やかに且つ確実に現像液に対して可溶化される。 そのため、 現像効率を 向上できると ともに、 解像性に優れ、 微細なパターンを安定且つ高い精 度で形成できる。 また、 レジス ト被膜の基板に対する密着性を大きく向 上させることができる。
本発明の重合体は前記感光性樹脂組成物を得る上で有用である。
本発明によれば、 γ位に橋かけ環炭化水素基が結合した新規な α —ヒ ドロキシ一 γ—ブチ口ラク トン誘導体及びその (メタ) アタ リ ロイル体 が提供される。 これらの化合物は、 フォ トレジス ト用樹脂組成物を構成 する酸感応性重合体などの感光性樹脂等の原料、 精密化学品の原料など と して有用である。
本発明によれば、 アルコールと不飽和化合物と酸素から、 対応する共 役不飽和化合物を製造できる。
本発明によれば、 ァセタールと不飽和化合物と酸素から、 対応する ]3 一ヒ ドロキシァセタール化合物を収率よく得ることができる。 本発明によれば、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和化合物と酸 素から、 対応するヒ ドロキシ化合物を収率よく製造できる。
本発明によれば、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和化合物と酸 素から、 対応するカルボニル化合物を収率よく得ることができる。
本発明によれば、 メチン炭素原子を有する化合物と不飽和化合物と酸 素から、 電子吸引基含有化合物を収率よく製造できる。
本発明によれば、 アルコールとメチン炭素原子を有する化合物と酸素 から、 対応するカップリ ング生成物 (アルコール) を収率よく製造でき る。
本発明によれば、 メチン炭素原子を有する化合物と酸素から、 対応す るカップリ ング生成物 (炭化水素類) を収率よく得ることができる。 以下に、 実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、 本発明は これらの実施例によ り何ら限定されるものではない。
実施例 1
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロ ノ、。ノール 3 m 1 、 N—ヒ ドロ キシフタルイ ミ ド 0 . 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (Π ) 0 . 0 1 5 ミ リ モル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (Π Ι ) 0 . 0 4 5 ミ リ モル、 及び ァセ トニ トリル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0 °Cで 5時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー分析によ り調べたところ、 2 , 4 —ジヒ ドロキシ一 4ーメチルペンタン酸ェチル が収率 3 5 %で、 ひ 一ヒ ドロキシ一 γ , γ —ジメチノレ一 γ —ブチロラク トンが収率 3 5 %で生成していた。 アタ リル酸ェチルの転化率は 8 1 % であった。
また、 5 0 °Cで 5時間攪拌した後、 反応温度を 7 0 。Cにしてさらに 4 時間攪拌したところ、 α—ヒ ドロキシ一 γ , γ —ジメチル一 γ —ブチ口 ラク トンの収率は 7 1 %となった。 実施例 2
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロノ、°ノール 1 m 1 、 N—ヒ ドロ キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (II) 0. 0 6 ミ リモ ル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 °Cで 5時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー 分析により調べたところ、 2, 4—ジヒ ドロキシ _ 4—メチルペンタン 酸ェチルが収率 10/0で、 αーヒ ドロキシー γ, ージメチルー γ ーブチ ロラク トンが収率 4 3 %で生成していた。 アタ リル酸ェチルの転化率は 5 3 %であった。
実施例 3
メタク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロ ノ、。ノール 4 m 1 、 N—ヒ ド 口キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (Π) 0. 0 1 5 ミ リモル、 コバルトァセチルァセ トナ ト (ΠΙ) 0. 0 4 5 ミ リモル、 及 びァセ トニト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0°C で 5時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー分析に より調べたところ、 2, 4—ジヒ ドロキシ一 2, 4 —ジメチルペンタン 酸ェチルが収率 1 o/oで、 α—ヒ ドロキシー α, 7 , γ— ト リメチルー γ
—ブチ口ラク トンが収率 6 5 %で生成していた。 メタタ リル酸ェチルの 転化率は 8 5。/。であった。
[ α—ヒ ドロキシ一 α, γ, γ— ト リメチノレ一 y—フ、、チロラク トンの スぺク トルデータ]
XH - NMR δ : 1. 4 6 ( s , 3 Η) , 1. 5 3 ( s, 3 H) ,
1. 5 4 ( s, 3 H) , 2. 1 0 ( d, 1 H, J = 1 4 H z ) , 2. 3
2 ( d, 1 H, J = 1 4 H z ) , 2. 9 1 ( s , 1 H)
13 C - NM R δ : 2 6. 2, 2 9. 0 , 4 8. 4 , 7 4. 9 , 8 2
. 3, 1 7 8. 6。 実施例 4
ァダマンタン 3 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモ ル、 バナジウムァセチルァセ トナト (III) 0. 0 6 ミ リモル、 及び酢 酸 l m l の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 9 0 °Cで 6時間撹拌し た。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィ一分析によ り調べたとこ ろ、 ビアダマンチルが収率 2. 7 %で生成していた。
実施例 5
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロノヽ0ノーノレ 3 m 1 、 N—ヒ ド ロ キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (II) 0. 0 0 3 ミ リ モル、 コバルトァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 1 5 ミ リモル、 及び ァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 で 1 2時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー分析に より調べたと ころ、 2, 4—ジヒ ドロキシ一 4—メチルペンタン酸ェチ ルが収率 1. 5 %で、 α—ヒ ドロキシ一 γ, γ—ジメチル一 γ—プチ口 ラク トンが収率 7 5 %で生成していた。 アク リル酸ェチルの転化率は 8 1 %であった。
[ α—ヒ ドロキシ一 γ, γ —ジメチノレー γ —ブチロラク トンのスぺク トルデータ]
JH - NMR (CD C ") δ : 1 4 2 ( s , 3 H) 1. 5 1 ( s, 3 H) , 2. 0 6 ( d d, 1 H) 2. 5 2 ( d d , 1 H) , 3. 0 3 ( b r s, 1 H) , 4. 6 3 ( t 1 H)
実施例 6
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロ ノ、。ノール 1 m 1 N—ヒ ドロ キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コ ノくノレ ト (II) 0 0 6 ミ リモ ル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 °Cで 5時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスク ロマ トグラフィー 分析により調べたところ、 2, 4—ジヒ ドロキシー 4—メチルペンタン 酸ェチルが収率 1 o/oで、 α—ヒ ドロキシー , γ—ジメチル一 ーブチ 口ラク トンが収率 4 3 %で生成していた。 アタ リル酸ェチルの転化率は 5 3 %であった。
実施例 7
メ タク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロ ノ、0ノール 4 m 1 、 N—ヒ ド 口キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0. 0 1 5 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 4 5 ミ リモル、 及 びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0°C で 5時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー分析に より調べたと ころ、 2, 4—ジヒ ドロキシ一 2, 4一ジメチルペンタン 酸ェチルが収率 1 %で、 ひ ーヒ ドロキシー α, y > γ 一 ト リメチルー γ
—ブチ口ラク トンが収率 6 5 %で生成していた。 メタク リル酸ェチルの 転化率は 8 5。/。であった。
[ α—ヒ ドロキシー α, 7 , γ— ト リ メチノレー γ —ブチロラク トンの スぺク ト ノレデータ]
XH - NMR (CD C ") δ : 1. 4 6 ( s, 3 H) , 1. 5 3 ( s, 3 H) , 1. 5 4 ( s, 3 H) , 2. 1 0 ( d, 1 H, J = 1 4 H z ) , 2. 3 2 (d, 1 H, J = 1 4 H z ) , 2. 9 1 ( s , 1 H) 13C -NMR (C D C 1 3) 6 : 2 6. 2, 2 9. 0, 4 8. 4, 74. 9, 8 2. 3 , 1 7 8. 6
実施例 8
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 シク ロペンタノ一ル 1. 5 m 1 、 N - ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (II) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (ΠΙ) 0. 0 1 5 ミ リモル 、 及びァセ トニ ト リル 2 m I の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 °Cで 7時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィ一分 析により調べたところ、 3 —ヒ ドロキシ一 2 —ォキソ一 1 —ォキサスピ 口 [ 4 . 4 ] ノナンが収率 5 3 %で生成していた。 アク リル酸ェチルの 転化率は 8 3 %であった。
[ 3 —ヒ ドロキシ一 2 —ォキソ一 1 ーォキサスピロ [ 4 . 4 ] ノナン のスぺク トノレデータ ]
:H - NM R ( C D C 1 3) δ : 1 . 6 — 1 . 9 (m, 7 H) , 2 . 0 — 2. 1 (m, 1 H) , 2. 2 8 ( d d , 1 H, J = 1 0. 5, 1 2 . 8 H z ) , 2. 5 5 ( d d, 1 H, J = 8 . 1 , 1 2. 8 H z ) , 3
. 1 8 ( d , 1 H, J = 3 . 3 H z ) , 4 6 1 ( d d d , 1 H, J = 3 . 3 , 8 . 1 , 1 0 . 5 H z )
1 3 C - NM R ( C D C 1 3) δ : 2 3 2 , 2 . 2 , 3 8. 6 , 3 9 . 1 , 4 0 . 8 , 6 8 . 9 , 9 2. 2 1 7 7 . 1
I R ( n e a t ) ( c m— : 3 4 1 7 1 7 6 8
実施例 9
α —ヒ ドロキシー γ , γ —ジメチノレー γ ブチロラク トン 3 ミ リモル をァセ トニ ト リル 1 m 1 に溶解させ、 水と濃硫酸を各 1滴添加し、 3 0 °Cで 3 0分攪拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィー分析 により調べたところ、 /3—ヒ ドロキシー γ , γ —ジメチル一 γ —ブチロ ラク トンが収率 2 0 %で、 2, 5 —ジヒ ドロ一 5, 5 —ジメチルー 2 — フラノンが収率 2 2 <½で生成していた。 α —ヒ ドロキシ一 γ , y —ジメ チル— γ—ブチ口ラク トンの転化率は 4 2 %であつた。
[ ]3 —ヒ ドロキシ一 γ , γ —ジメチノレ一 γ —ブチロラク トンのスぺク トルデータ]
:H - NM R ( C D C 1 3) δ : 1 . 3 9 ( s ) , 1 . 4 5 ( s ) , 2. 4 9 ( d d ) , 2. 9 8 ( d d ) , 2. 9 5 ( s ) , 4. 1 3 ( d d )
実施例 1 0
クロ トン酸ェチノレ 3 ミ リモル、 2 —プロ ノ、0ノ一ノレ 3 0 ミ リモノレ、 N— ヒ ドロキシフタノレイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト (Π) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液をシリ力ゲルカラムク口マ トグラフィ 一に付すことにより、 ct —ヒ ドロキシ一 ]3, γ , γ — トリ メチル一 γ — ブチロラク トンが収率 1 4 %で得られた ( t r a n s / c i s = 7 4 / 2 6 ) 。
[ ひ 一ヒ ドロキシ _ /3, γ , γ — トリメチル一 γ —ブチロラク トンの スぺク トルデータ]
[ t r a n s体]
LH - NM R ( C D C ") 6 1 . 1 9 ( d, 3 H, J = 7. O H z ) , 1 . 2 8 ( s , 3 H) , 1 4 6 ( s , 3 H) , 2. 2 3 ( d q
, 1 H, J = 7. 0, 1 1 . 4 H z ) , 3 0 1 ( b r 1 H) , 4 . 1 5 ( d, 1 H, J = 1 1 . 4 H z )
13C— NM R (C D C 1 3) 6 : 1 2 0 , 2 2. 5 2 7. 4, 4 7. 7, 7 3. 7, 8 4. 8 , 1 7 6. 5
[ c i s体]
'Η- NMR (C D C 1 3) δ : 1 . 0 3 ( d, 3 H, J = 7. 3 H z ) , 1 . 4 0 ( s , 3 H) , 1 . 4 4 ( s , 3 H) , 2. 2 3 ( d q — l i k e , 1 H, J = 7. 3 , 7. 3 H z ) , 2. 8 7 ( b r s , 1 H) , 4. 6 0 ( d, 1 H, J = 7. 3 H z )
13C - NMR (C D C 1 3) 6 : 8. 5 , 2 4. 0, 2 7. 7, 4 3. 6, 7 0. 9 , 8 6. 1 , 1 7 7. 1 実施例 1 1
マレイ ン酸ジェチノレ 3 ミ リモノレ、 2—プロ ノ ノーノレ 3 m l 、 N— ヒ ド ロキシフタルイ ミ ド 0 · 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 2 1 ミ リモル、 及 びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0°C で 6時間撹拌した。 反応混合液をシリ力ゲル力ラムクロマ トグラフィ一 に付すこ とによ り 、 α—ヒ ドロキシー /3—エ トキシカルボニル一 γ , Ύ ージメチルー γ—ブチ口ラク トンが収率 7 2 %で得られた ( t r a n s / c i s = 7 6 / 2 4 ) 。 マレイ ン酸ジェチルの転化率は 9 0 %であつ た。
[ α—ヒ ドロキシー /3—エ トキシカノレポ二ノレ 7 y ジメチル 7 ーブチロラク トンのスぺク トノレデータ]
[ t r a n s体]
13C— NM R ( C D C 1 3 ) 6 : 1 4. 1 , 2 4. 0, 2 8 8, 5 8. 0, 6 1. 8 , 6 9. 8 8 1. 6 , 1 6 8. 6, 1 7 4. 4
L c i s体]
13C— NMR (C D C 1 3) 6 : 1 4 , 2 5. 0 , 2 8 2 , 5 5. 3, 6 1. 7, 6 9. 5 , 8 1. 8 6 9. 3 , 1 7 4. 2 実施例 1 2
フマル酸ジェチル 3 ミ リモル、 2—プロノヽ0ノール 3 m 1 、 N—ヒ ドロ キシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト (Π) 0. 0 0 3 ミ リ モル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 2 1 ミ リモル、 及び ァセ トニ ト リ ル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0°Cで 1 0時間撹拌した。 反応混合液をシリカゲルカラムクロマ トグラフィ一 に付すことにより、 α—ヒ ドロキシ一 jS—エ トキシカルボ二ルー , γ -ジメチルー γ—ブチ口ラク トンが収率 6 3 %で得られた ( t r a n s / c i s = 7 5 / 2 5 ) 。 フマル酸ジェチルの転化率は 9 70/。であった 実施例 1 3
桂皮酸ジェチル 3 ミ リモル、 2—プロノ、°ノール 3 m 1 、 N—ヒ ドロキ シフタルイ ミ ド 0 . 6 ミ リ モル、 酢酸コバル ト (II) 0 . 0 1 5 ミ リ モ ル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0 . 0 3 ミ リ モル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0 °Cで 1 2 時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスク口マ トグラフィ一分析により 調べたところ、 α—ヒ ドロキシ一 /3—フエ二ルー , y —ジメチル一 γ ーブチロラク トンが収率 1 8 %、 2, 4ージヒ ドロキシ一 4ーメチノレ一 3 -フエ二ルペンタン酸ェチルが収率 2 4。/。で生成していた。 桂皮酸ジ ェチルの転化率は 6 1 %であった。
[ α—ヒ ドロキシ _ /3 —フエニノレー γ , γ—ジメチノレー y—ブ、チロラ ク トン ( 2異性体の混合物) のスぺク トルデータ]
XH - NM R ( C D C 1 3) 6 : 1 . 3 2, 1 . 4 1 , 1 . 4 4 and
1 . 5 2 ( 4 s , 6 H) , 3 . 0 0 ( b r s , 1 H) , 3 . 2 3 (m, 1 H) , 4. 6 6 (m, 1 H) , 7. 1 — 7. 9 (m, 5 H)
実施例 1 4
ァク リル酸メチル 3 ミ リモル、 2—ォクタノール 1 5 ミ リモル、 N— ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0 . 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0 . 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0 . 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液をシリ力ゲルカラムク口マ トグラフィ 一に付すことにより、 一へキシノレ一 ーヒ ドロキシ一 γ—メチルー y ーブチロラク トンが収率 7 4 %で得られた。
[ γ—へキシノレ一 α—ヒ ドロキシ一 γ—メチノレ一 γ—プ、チロラク トン ( 2異性体) のスぺク トルデータ]
'H - NMR ( C D C 1 3) 6 : 0 . 8 9 ( t , 3 H, J = 6 . 8 H z ) , 1. 2— 1. 4 (m, 8 H) , 1. 4 7 ( s, 3 H) , 1. 5 5 一 1. 7 (m, 2 H) , 2. 0 0 ( d d, 1 H, J = 9. 2, 1 3. 2 H z ) , 2. 5 6 ( d d , 1 H, J = 8. 8, 1 3. 2 H z ) , 3. 1 6 ( b r s , 1 H) , 4. 6 1 ( d d— l i k e , 1 H, J = 9. 2 H z )
1 3 C - NM R ( C D C I s) δ : 1 4 . 0, 2 2. 5 , 2 4 . 0 , 2 7. 0, 2 9 . 4, 3 1 . 6 , 4 0. 8 , 1 . 4 , 6 8. 8, 8 5 . 2, 1 7 7. 4 I R (n e a t ) ( c m—つ : 3 4 3 6 , 1 7 6 8 及び
XH - NM R ( C D C l a) δ : 0 . 8 9 ( t , 3 H, J = 6 . 8 H z ) , 1. 2— 1. 4 (m, 8 H) , 1. 3 8 ( s, 3 H) , 1. 6 9 一 1. 7 4 (m, 2 H) , 2. 0 7 ( d d, 1 H, J = 1 0. 3, 1 2 . 6 H z ) , 2 . 4 4 ( d d , 1 H, J = 8 . 8 , 1 2 . 6 H z ) , 3 . 3 3 ( b r s, 1 H) , 4. 6 7 ( d d, 1 H, J = 8. 8, 1 0. 3 H z )
C― NM R ( C D C 1 3) δ 4. 0 2 2. 5 , 2 3 4
2 5 . 5 , 2 9 . 3 , 3 1 . 6, 4 1 . 2, 4 1 . 7, 6 8 . 4, 8 4
. 6, 1 7 7. 5 I R ( n e a t ) ( c m—リ : 3 4 3 8, 1 7 6 8 実施例 1 5
アク リル酸メチル 3 ミ リモル、 3, 3 —ジメチルー 2 —ブタノ一ル 1 5 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0 . 6 ミ リモル、 酢酸コノくル ト (II) 0 . 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0 . 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液をシリカゲルカラム クロマ トグラフィ一に付すことによ り、 γ— t —プチル一 α—ヒ ドロキ シ一 γ —メチルー γ —ブチ口ラク トンが収率 7 1 %で得られた。
[γ — t —プチノレ一 α—ヒ ドロキシ一 γ—メチノレ一 y—ブチロラク ト ン ( 2異性体) のスぺク トルデータ]
'Η- NMR (C D C 1 3) 6 : 0. 9 9 ( s, 9 H) , 1. 3 7 ( s . 3 H) , 2. 2 5 ( d d, 1 H, J = 1 0. 3, 1 2 8 H z ) ,
2. 3 1 ( d d, 1 H, J = 9. 2, 1 2. 8 H z ) , 3 0 3 ( b r s , 1 H) , 4. 6 8 ( d d— l i k e , 1 H J = 9. 2 1 0. 3 H z )
13C - NMR (C D C 1 3) 66 :: 22 22.. 00,, 22 44. 6 3 7. 1 , 3 7. 3 , 6 8. 6 , 8 8. 6 1 7 7. 5
I R (n e a t ) ( c m一つ 3 4 2 1 , 1 7 5 3
及び
'Η - NMR (CD C 1 3) 6 : 0. 9 6 ( s, 9 H) , 1. 4 8 ( s , 3 H) , 1. 8 7 ( d d , 1 H, 1 = 7. 0, 1 3. 9 H z ) , 2 . 7 3 ( d d , 1 H, J = 9. 9, 1 3. 9 H z ) , 3. 3 7 ( b r s , 1 H) , 4. 5 6 ( d d , 1 H, J = 7. 0 , 9. 9 H z )
13C -NMR (C D C l a) 6 : 2 4. 7, 2 4. 9, 3 7. 4, 3 8. 1, 6 9. 2 , 9 0. 8, 1 7 7. 7
I R (n e a t ) ( c m— 1) : 3 4 0 5 , 1 7 5 5
実施例 1 6
アク リル酸メチル 3 ミ リモル、 3, 3—ジメチルー 2—ブタノ一ル 1 5 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 3 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバルトァセチルァセ トナ ト (III) 0 . 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0°Cで 5時間撹拌した。 反応混合液をシリカゲルカラム クロマ トグラフィ一に付すことにより、 3—ヒ ドロキシ一 2—ォキソ一 1 ーォキサスピロ [ 4. 5 ] デカンが収率 8 3 %で得られた。
[ 3—ヒ ドロキシ一 2 _ォキソ一 1 —ォキサスピロ [4. 5 ] デカン のスぺク トノレデータ]
XH - NM R (C D C 1 3) δ : 1 . 3— 1. 4 (m, 1 H) , 1. 4 2 - 1. 5 9 (m, 4 Η) , 1. 6 2— 1. 8 8 (m, 5 H) , 1. 9 5 ( d d, 1 H, J = 9. 9 , 1 2. 8 H z ) , 2. 8 7 ( b r s, 1 H) , 4. 6 1 ( d d , 1 H, J = 8. 8 , 9. 9 H z )
13 C— NM R (C D C ") δ : 2 2 4 2 2. 6 , 2 4. 8 , 3 6. 7, 3 8. 2 , 4 1. 4, 6 8. 2 8 4. 3 , 1 7 7 2
I R (n e a t ) ( c m— 1) : 3 4 2 1 1 7 4 9
実施例 1 7
ァク リル酸メチル 3 ミ リモル、 へキサノ ル 3 0 ミ リモル、 Ν—ヒ ド ロキシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバルト (Π) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (ΙΠ) 0. 0 3 ミ リモル、 及び ァセ トニ ト リル 1 m l の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 で 5時間撹拌した。 反応混合液をシリ力ゲルカラムクロマ トグラフィ一に 付すことによ り、 α—ヒ ドロキシ一 γ—ペンチル一 γ—ブチロラク トン が収率 4 6 %、 及び 一へキサノィル一ひーヒ ドロキシプロピオン酸ェ チルが収率 4 0 %で得られた。
[ α—ヒ ドロキシー γ —ペンチルー γ—プチロラク トン ( 2異性体) のスぺク トノレデータ]
JH - NMR (CD C 1 3) δ : 0. 9 0 ( t , 3 H, J = 7. O H z ) , 1. 2— 1. 5 (m, 6 H) , 1. 6— 1. 7 (m, 1 H) , 1 . 7 3 - 1. 8 1 (m, 1 H) , 1. 8 8 ( d d d — l i k e , 1 H, J = 1 0. 6, 1 1. 4, 1 2. 5 H z ) , 2. 7 0 ( d d d, 1 H, J = 5. 1, 8. 4 , 1 2. 5 Η ζ ) , 2. 8 - 3. 1 ( b r s , 1 Η ) , 4. 3 8 ( d d d d— l i k e , 1 H, J = 5. 1, 7. 3, 1 0 . 6 , 1 5. 8 H z ) , 4. 5 4 ( d d , 1 H, J = 8. 4 , 1 1. 4 H z )
13C - NMR (C D C I s) δ : 1 3 8, 2 2 4 , 2 4. 6 , 3 1. 4 , 3 5. 2, 3 7. 0, 6 8. 6 7 7. 3 , 1 7 7. 7
I R (n e a t ) ( c m— 1) : 3 4 3 6 1 7 6 8
及び
XH - NM R (C D C 1 3) 6 : 0. 9 0 ( t, 3 H, J = 7. O H z ) , 1. 2— 1. 5 (m, 6 H) , 1. 5 5— 1 . 6 1 (m, 1 H) , 1. 6 4 - 1. 7 1 (m, 1 H) , 2. 2 5 ( d d d— l i k e , 1 H, J = 4. 4 , 8. 1, 1 3. 2 H z ) , 2. 3 6 ( d d d , 1 H, J = 7. 7, 1 3. 2 H z ) , 3. 5 3 ( b r s, 1 H) , 4. 5 2 ( d d— l i k e , 1 H, J = 7. 7, 8. 1 H z ) , 4. 6 6 ( d d d d - 1 i k e , 1 H, J = 4. 4, 7. 7, 8 1 H z )
13C - NMR (C D C 1 3) 6 : 1 3. 9, 22 22.. 44,, 22 44. 9 3 1. 3 , 3 5. 6 , 3 5. 6, 6 7. 5 7 8. 9, 1 7 7. 8
I R (n e a t ) ( c m— 1) : 3 4 1 7 1 7 6 8
実施例 1 8
アク リル酸ェチル 3 ミ リモル、 2—プロ ノ一ル 3 0 ミ リモル、 Ν ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 3 ミ リモル、 酢酸コバルト (Π) 0. 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気 圧) 、 2 5。Cで 2 0時間撹拌し、 次いでアルゴン雰囲気下、 6 0°Cで 2 時間攪拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トグラフィ一分析により 調べたところ、 α—ヒ ドロキシ一 V , γ—ジメチノレ一 γ—ブチロラク ト ンが収率 3 4 %で生成していた。 アタ リル酸ェチルの転化率は 3 7 %で あった。
実施例 1 9
4, 4, 4一 ト リ フルオロー 2—ブテン酸ェチル 2 ミ リモル、 2—プ ロノ、0ノール 3 m 1、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 2 ミ リモル、 酢酸 コバル ト (Π) 0. 0 0 2 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナト (II I) 0. 0 2 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰 囲気下 ( 1気圧) 、 7 0°Cで 1 2時間撹拌した。 反応混合液をシリカゲ ルカラムクロマ トグラフィ一に付すことによ り、 ]3 — ト リ フルォロメチ ル _ α—ヒ ドロキシー γ, γ—ジメチルー γ —ブチロラク トンが収率 6 0 ο/ο、 4, 4 , 4— ト リ フルォロ一 3—ヒ ドロキシー 2— ( 1 ーヒ ドロ キシー 1 ーメチルェチル) ブタン酸ェチルが収率 1 0 %で生成していた 。 なお、 4 , 4, 4— ト リ フルオロー 2—ブテン酸ェチルの転化率は 8 5 %であった。
— ト リ フノレオロ メチノレ一 α—ヒ ドロキシー γ, y—ジメチノレー γ —プチロラク トンのスぺク トノレデータ]
[ t r a n s体]
'Η - NMR (CD C ") 6 : 1. 4 8 ( d, 3 H, J = 1. 5 H z ) , 1. 6 4 ( s , 3 H) , 3. 0 0 ( d q , 1 H, J HF= 1 1. 0 H z ) , 3. 2 9 ( b r s, 1 H) , 4. 7 7 ( d, 1 H, J = 1 1. 0 H z )
13C -NMR (C D C 1 3) 5 : 2 3. 8, 2 3. 9, 2 9. 3, 6 8. 3 , 8 1. 3, 1 2 6. 2, 1 7 3. 4
I R (n e a t ) ( c m一1) : 3 5 0 2, 1 7 8 6
[ c i s体]
XH - NMR (CD C 1 3) 6 : 1. 5 8 ( s, 3 H) , 1. 6 5 ( b r s , 1 H) , 2. 9 9 ( d q , 1 H, J HH= 7. 7 , J HF= 9. 3 H z ) , 3. 0 0 ( b r s, 1 H) , 4. 7 4 ( d, 1 H, J = 7. 7 H z )
[4, 4, 4— ト リ フノレオ口一 3 —ヒ ドロキシ一 2— ( 1 —ヒ ドロキ シ— 1 —メチルェチル) ブタン酸ェチル ( 2異性体) のスぺク トルデ一 タ]
^-NMR (C D C 1 3) 6 : 1. 2 5— 1. 2 9 ( t, 3 H) , 1. 3 3 ( s, 3 H) , 1. 5 0 ( s, 3 H) , 2. 8 3— 2. 9 1 ( m, 2 H) , 4. 1 5 - 4. 1 8 (m, 2 H) , 4. 5 7 ( b r s, 1 H) , 4. 8 0 ( b r s , 1 H)
I R (n e a t ) ( c m-1) : 3 1 6 4, 1 7 3 2
及ぴ
'Η - NMR (C D C 1 3) 6 : 1. 2 9 - 1. 3 3 ( t, 3 H) , 1. 3 9 ( s, 3 H) , 1. 4 0 ( s, 3 H) , 2. 7 2— 2. 7 3 ( d, 2 H) , 4. 2 1 - 4. 3 0 (m, 2 H) , 4. 4 5 - 4. 4 8 ( q, 1 H) , 4. 8 9 - 4. 9 1 ( d, 1 H)
I R (n e a t ) ( c m—つ : 3 4 3 6 , 1 7 0 8
実施例 2 0
3—シァノ ーアク リル酸メチル 3 ミ リモル、 2—プロパノール 3 0 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 6 ミ リモル、 酢酸コバル ト ( II) 0. 0 0 3 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 0 3 ミ リモル、 及びァセ トニ ト リル 1 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1 気圧) 、 7 0°Cで 8時間撹拌した。 反応混合液をシリカゲルカラムクロ マ トグラフィーに付すこ とによ り、 /3—シァノ 一 α—ヒ ドロキシーツ, γ—ジメチルー γ—ブチロラタ トンが収率 6 8 %で得られた。
[ 一シァノ 一 α—ヒ ドロキシ一 γ, ッ 一ジメチノレー γ—プチロラク トン ( 2異性体の混合物) のスぺク トルデータ] XH - NMR (C D C 1 3) δ : 1. 3 0, 1. 4 1 , 1. 5 2 and 1. 6 3 ( 4 s , 6 H) , 3. 1 0 ( b r s , 1 H) , 4. 2 5 (m, 1 H) , 4. 6 5 (m, 1 H)
実施例 2 1
実施例 5の方法により得られた α—ヒ ドロキシ— γ , γ—ジメチルー ーブチロラク トン 1 0 0 ミ リモル、 塩化ァク リ ロイル 1 5 0 ミ リモル 、 ト リェチルァミ ン 1 5 0 ミ リモル及びトルェン 3 0 0 m 1 の混合物を 、 2 5 DCで 4時間攪拌した。 反応混合液に水を加えた後、 有機層を濃縮 し、 濃縮液をシリ力ゲルカラムクロマ トグラフィ一に付すことによ り、 α—ァク リ ロイルォキシー γ, γ—ジメチル一 Ί―ブチロラク トンが収 率 8 5 %で得られた。
[ α—ァク リ ロイルォキシ一 γ, γ—ジメチル一 γ—ブチロラク トン のスぺク トルデータ]
'Η - NMR (CD C 1 3) 6 : 1. 4 2 ( s , 3 Η) , 1. 5 2 ( s, 3 H) , 2. 0 6 ( d d 1 Η) , 2. 5 2 ( d d , 1 H) , 5. 6 5 ( d d, 1 H) , 5. 7 7 ( d d, 1 H) 6. 0 3 ( d d , 1 H ) , 6. 3 2 ( d d, 1 H)
実施例 2 2
実施例 2 1の方法により得られた α—ァク リ ロイルォキシー , γ - ジメチルー!/—ブチロラク トン 5 0重量0 /0と、 1 一 ( 1 一メタァク リ ロ ィルォキシ— 1 —メチルェチル) ァダマンタン 5 0重量。 /。の単量体混合 物 1 0 0重量部と、 重合開始剤 (ベンゾィルパーォキシド) 5重量部を 用いて トルエン中で重合させた。 反応混合液にメタノ一ルを添加してポ リマ一を沈殿させた。 沈殿物を トルエンに溶解させてメタノールで沈殿 させるという操作を繰り返して精製し、 重量平均分子量約 1万 (G P C によるポリスチレン換算分子量) の共重合体を得た。 実施例 2 3
実施例 2 1の方法により得られた a —ァク リ ロイルォキシー γ , γ— ジメチルー γ —ブチロラク トン 4 0重量%と、 3— ( 1 —メタァク リ ロ イ ノレオキシ一 1 ーメチルェチノレ) 一 1—ァダマンタノ一ノレ 6 0重量。 /0の 単量体混合物 1 0 0重量部と、 重合開始剤 (ベンゾィルパーォキシド) 5重量部を用いて トルエン中で重合させた。 反応混合液にメタノールを 添加してポリマーを沈殿させた。 沈殿物を トルエンに溶解させてメタノ ールで沈殿させるという操作を繰り返して精製し、 重量平均分子量約 1 万 (G P Cによるポリスチレン換算分子量) の共重合体を得た。
実施例 2 4
実施例 2 1の方法により得られた α—ァク リ ロイルォキシーツ, - ジメチルー ーブチロラク トン 5 0重量0 /0と、 3 — (メタァク リ ロイル ォキシ) 一 1 —ァダマンタノール 5 0重量%の単量体混合物 1 0 0重量 部と、 重合開始剤 (ベンゾィルバ一ォキシド) 5重量部を用いて トルェ ン中で重合させた。 反応混合液にメタノールを添加してポリマーを沈殿 させた。 沈殿物を トルエンに溶解させてメタノールで沈殿させるという 操作を繰り返して精製し、 重量平均分子量約 1万 (G P Cによるポリス チレン換算分子量) の共重合体を得た。
実施例 2 5
実施例 2 2〜 2 4で得られた各共重合体について、 次のよ うにフォ ト レジス ト用樹脂組成物を調製した。 すなわち、 共重合体 1 0 0重量部と 、 トリフエ-ルスルホニゥムへキサフルォロアンチモネー ト 1 5重量部 と、 溶媒である トルエンとを混合し、 フォ トレジス ト用樹脂組成物を調 製した。
このフォ トレジス ト用樹脂組成物をシリ コンウェハーにスピンコ一テ イング法によ り塗布し、 厚み 1 . 0 μ mの感光層を形成した。 ホッ トプ レート上で 6 0。Cの温度で 1 0秒間プリべ一ク した後、 K r Fエキシマ ステツパを用い、 照射量 1 0 0 m J c m2で露光した後、 1 0 0 °Cの 温度で 6 0秒間べーク した。 次いで、 アルカリ水溶液 (東京応化 (株) 製、 NMD— 3 ) を用いて 6 0秒間現像し、 純水でリ ンスしたところ、 何れのフォ トレジス ト用樹脂組成物を用いた場合にも、 所望のパターン が精度よく得られた。
製造例 1
ァダマンタン 3 ミ リモノレ、 ビアセチル 1 8 ミ リモル、 酢酸コバルト ( II) 0 · 0 1 5 ミ リモル、 及び酢酸 3 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1 a t m) 、 6 0 °Cで 4時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスクロマ トダラフィ一分析により調べたところ、 ァダマンタンの転化率 8 6。/0で 、 1 —ァセチルァダマンタン (収率 5 0 %) 、 1 , 3—ジァセチルァダ マンタン (収率 2 3 %) 、 1 —ァセチル一 3—ァダマンタノ一ル (収率 4 %) 、 1 ーァダマンタノール (収率 3 %) 、 及ぴ 2—ァダマンタノン (収率 3 %) が生成していた。
[ 1 一ァセチルァダマンタンのスぺク トルデータ]
:H - NM R (C D C 1 3) 6 : 1. 6 5— 1. 8 5 (m, 1 2 H) , 2. 0 0 - 2. 1 0 (m, 3 Η) , 2. 1 0 ( s, 3 Η)
製造例 2
製造例 1の方法に準じて得られた 1 —ァセチルァダマンタン 4 5. 0 g、 メタノール 1 0 O m l 、 0. 1 N水酸化ナトリ ウム水溶液 2 0 m 1 の混合物に水浴中で、 粉末の水素化ホウ素ナ トリ ウム 4. 8 gを 3 0分 かけてゆっく り加えた。 さらに 3 0分攪拌した後、 1 N塩酸水溶液で中 和し、 水 2 0 0 m l を加えた。 得られた結晶をろ過、 水洗、 真空乾燥す ることにより、 α—メチル一 1 —ァダマンタンメタノール 4 5. 0 gを 得た。 [ α—メチル一 1 ーァダマンタンメタノールのスぺク トルデータ ] XH- NMR (CD C ") δ : 1. 1 0 ( d, 3 H) , 1. 3 0— 1 . 4 0 (b r , 1 H) , 1. 4 2— 1. 8 0 (m, 1 2 H) , 1. 9 0 - 2. 1 0 (m, 3 H) , 3. 2 9 ( q, 1 H)
製造例 3
1ーァダマンタノ一ノレ 3 ミ リ モノレ、 ビアセチノレ 1 8 ミ リ モノレ、 酢酸コ バルト (II) 0. 0 1 5 ミ リモル、 及び酢酸 3 m 1 の混合物を、 酸素雰 囲気下 ( l a t m) 、 6 0 °Cで 4時間撹拌した。 反応液中の生成物をガ スクロマ トグラフィ一分析により調べたところ、 1 ーァダマンタノール の転化率 8 2 %で、 1 ーァセチル一 3—ァダマンタノ一ル (収率 2 0 % ) 、 1, 3—ジァセチルー 5—ァダマンタノール (収率 5 %) 、 1 —ァ セチルー 4一ォキソ一 3—ァダマンタノール及び 1 —ァセチル— 2—ォ キソ一 5—ァダマンタノール (合計収率 2 %) 、 1, 3—ァダマンタン ジオール (収率 6 %) 、 及ぴ 4一ォキソ一 1—ァダマンタノール (収率 1 %) が生成していた。
[ 1 —ァセチノレー 3—ァダマンタノールのスぺク トノレデータ]
I R ( c m-1) : 3 4 0 1 , 2 8 9 7 , 2 8 5 4 , 1 6 8 3 , 1 4 3 0 , 1 0 1 9 , 6 0 5
13C- N R (CD C l s) 6 : 2 4. 3 , 2 9 9 , 3 4. 8 , 3 6. 8 , 4 3. 9 , 4 5. 4, 4 9. 6 , 6 7. 9. 2 1 2. 4 製造例 4
製造例 3の方法に準じて得られた 1一ァセチルー 3—ァダマンタノ一 ル 4. 0 g、 メタノール 2 0 m l 、 0. 1 N水酸化ナトリ ウム水溶液 2 m 1 の混合物に、 水浴中、 水素化ホウ素ナト リ ウム 0. 6 gをゆっく り 添加した。 さ らに室温下で 3 0分攪拌した後、 1 N塩酸水溶液で中和し た。 水 5 0 m 1 を加え、 酢酸ェチル 1 0 0 m I で 3回抽出した。 有機層 を濃縮することによ り、 3—ヒ ドロキシ一 α—メチル一 1 ーァダマンタ ンメタノ一ル 3 . 6 gを得た。
[ 3 —ヒ ドロキシ一 ct—メチル一 1 ーァダマンタンメ タノールのスぺ ク トルデータ]
M S m/ e : 1 9 6 ( [M + ] ) , 1 7 8, 1 5 1
製造例 5
c i s —デカ リ ン 3 ミ リモル、 ビアセチル 1 8 ミ リモノレ、 N—ヒ ドロ キシフタルイ ミ ド 0. 3 ミ リモル、 酢酸コバル ト (Π) 0. 0 1 5 ミ リ モル、 及び酢酸 3 m 1 の混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1 a t m) 、 7 5 °C で 8時間撹拌した。 反応液中の生成物をガスク ロマ トグラフィー分析に より調べたところ、 c i s —デカリ ンの転化率 6 7 %で、 4 a —ァセチ ル一 c i s —デカ リ ン (収率 2 4 %) 、 4 a —ヒ ドロキシー c i s —デ カ リ ン (収率 4 %) 、 4 a , 8 a —ジヒ ドロキシ一 c i s —デカ リ ン ( 収率 2 2 %) 、 1 , 6 —シクロデカンジオン (収率 1 0 %) 、 及び 4 a ーァセチル一 8 a — ヒ ドロキシ一 c i s —デカ リ ン (収率 5 %) が生成 していた。
[ 4 a —ァセチルー c i s —デカ リンのスぺク トノレデータ]
MS m/ e : 1 8 0 ( [M + ] ) , 1 6 5, 1 3 7
[ 4 a —ァセチノレ一 8 a —ヒ ドロキシ一 c i s —デカ リ ンのスぺク ト ルデ一タ]
MS m/ e : 1 9 6 ( [M + ] ) , 1 7 8, 1 6 3, 1 3 6 製造例 6
製造例 5の方法に準じて得られた 4 aーァセチル— c i s —デカリ ン を、 製造例 4 の方法に準じて還元することにより、 a —メチルー 4 a — デカ リ ンメ タノール [ 4 a — ( 1 — ヒ ドロキシェチル) 一 c i s —デカ リン] を収率 8 7。/。で得た。 [ α —メチル一 4 a—デカリ ンメ タノ一ルのスぺク トルデータ]
M S m/ e : 1 8 2 ( [M + ] ) , 1 6 4, 1 3 7
製造例 7
製造例 5の方法に準じて得られた 4 a —ァセチルー 8 a —ヒ ドロキシ — c i s —デカリ ンを、 製造例 4の方法に準じて還元することによ り、 8 a —ヒ ドロキシ一 α—メチルー 4 a—デカリンメタノ一ル [ 4 a—ヒ ドロキシー 8 a — ( 1 ーヒ ドロキシェチノレ) - e l s ーデカリ ン] を収 率 8 2 %で得た。
[ 8 a —ヒ ドロキシ一ひ一メチル一 4 a —デカリ ンメタノールのスぺ ク トルデータ]
M S m/ e : 1 9 8 ( [M + ] ) , 1 8 0, 1 6 2 , 1 3 5
製造例 8
エン ド ト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカン 3 ミ リモル、 ビアセ チル 1 8 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 0. 3 ミ リモル、 酢酸 コバルト (II) 0. 0 1 5 ミ リモル、 及び酢酸 3 m 1 の混合物を、 酸素 雰囲気下 ( 1 a t m) 、 7 5 °Cで 6時間撹拌した。 反応液中の生成物を ガスクロマ トグラフィー分析により調べたところ、 エンド トリシクロ [
5. 2. 1 . 0 2' 6] デカンの転化率 7 5 %で、 2—ァセチルエン ド ト リシクロ [ 5. 2. 1 · 0 2' 6] デカン (収率 2 7 %) 、 2 —ヒ ドロキ シェン ド ト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' β] デカン (収率 1 1 %) 、 2 , 6—ジヒ ドロキシエンドト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' β] デカン ( 収率 1 6 %) 、 2 —ァセチルー 6 —ヒ ドロキシエン ドト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカン (収率 6 %) 、 及びジシクロ [ 5. 2. 1 ] デ カン一 2, 6 —ジオン (収率 1 2 %) が生成していた。
[ 2—ァセチルエン ド ト リシク ロ [ 5. 2. 1 . 0 6] デカンのス ぺク トルデータ] MS mZe : 1 7 8 ( [M + ] ) , 1 6 3, 1 3 5
[ 2—ァセチル一 6 —ヒ ドロキシエンドト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' Ί デカンのスぺク トルデータ]
MS m/ e : 1 9 4 ( [M + ] ) , 1 7 6 , 1 6 1, 1 3
製造例 9
製造例 8の方法に準じて得られた 2—ァセチルェン ド ト リシクロ [ 5 . 2. 1 . 0 2' 6] デカンを、 製造例 4 の方法に準じて還元することに よ り、 α —メチル一 2 — ト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカンメタ ノール [ 2— ( 1 ーヒ ドロキシェチル) エンドト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカン] を収率 9 2 %で得た。
[ α —メチル一 2— ト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカンメタノ 一ノレのスぺク トノレデータ]
MS m/ e : 1 8 0 ( [M + ] ) , 1 6 2 , 1 3 5
製造例 1 0
製造例 8の方法に準じて得られた 2—ァセチル— 6 —ヒ ドロキシェン ドト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' e] デカンを、 製造例 4の方法に準じ て還元することによ り、 6—ヒ ドロキシ一 α—メチル一 2 — ト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' β] デカンメタノール [ 2 —ヒ ドロキシ一 6 — ( 1 —ヒ ドロキシェチル) エンドト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカン ] を収率 8 6。/。で得た。
[ 6 —ヒ ドロキシー α —メチル一 2 — ト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカンメタノールのスぺク トルデータ]
MS m/ e : 1 9 6 ( [M + ] ) , 1 7 8, 1 6 0 , 1 3 3 実施例 2 6
アタ リル酸ェチノレ 1 1 0 ミ リモノレ、 3 — ヒ ドロキシ一 α —メチル一 1 ーァダマンタンメ タノ一ル 1 0 0 ミ リモル、 Ν—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 0 ミ リモル、 コバルトァセチルァセ トナ ト (II) 0. 0 6 ミ リモル 、 酢酸コバル ト (III) 0. 0 4 ミ リモル及び酢酸 2 0 0 m l の混合物 を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 6 0 °Cで 4時間撹拌した。 反応混合液を シリ力ゲルカラムクロマ トグラフィ一に付すことにより、 下記式で表さ れる γ — ( 3 —ヒ ドロキシァダマンタン一 1 —ィル) 一 α —ヒ ドロキシ — γ —メチル一 一ブチロラク トンが収率 7 5 %で得られた。 3 —ヒ ド 口キシー α—メチル一 1 ーァダマンタンメタノールの転化率は 8 1 %で あった。
M S m/ e : 2 6 6 , 2 4 8 , 2 3 0 , 1 8 6 , 1 5 1
Figure imgf000105_0001
実施例 2 7
3 —ヒ ドロキシー α—メテル一 1 —ァダマンタンメタノールに代えて 、 α—メチルー 1 ―ァダマンタンメタノ一ルを 1 0 0 ミ リモル使用した 以外は、 実施例 2 6 と同様の操作行ったところ、 下記式で表される γ — ( 1 —ァダマンチノレ) 一 α —ヒ ドロキシー γ —メチノレ一 一プチロラク トンが収率 8 8 %で得られた。 α—メチルー 1 ーァダマンタンメタノー ルの転化率は 9 5 %であった。
M S m/ e : 2 5 0 , 2 3 2 , 2 1 7 , 1 7 3 , 1 3 5
Figure imgf000106_0001
実施例 2 8
3—ヒ ドロキシ一 α—メチル一 1 —ァダマンタンメタノ一ノレに代えて 、 α—メチルー 4 a —デカ リンメタノールを 1 0 0 ミ リモル使用した以 外は、 実施例 2 6 と同様の操作行ったところ、 下記式で表される — ( 4 a —デカリニル) 一 α —ヒ ドロキシ一 "V —メチル一 γ —ブチロラク ト ンが収率 6 9 %で得られた。 α—メチル一 4 a —デカリ ンメタノ一ルの 転化率は 7 5 %であった。
MS m/ e : 2 5 2 , 2 3 4 , 2 1 9 , 1 7 5 , 1 3 6
Figure imgf000106_0002
実施例 2 9
3—ヒ ドロキシー α—メチルー 1 —ァダマンタンメタノールに代えて 、 8 a —ヒ ドロキシ一 α—メチル一 4 a—デカリンメタノ一ルを 1 0 0 ミ リモル使用した以外は、 実施例 2 6 と同様の操作行ったところ、 下記 式で表される γ — ( 8 a —ヒ ドロキシデカリ ン一 4 a —ィル) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチル一 —ブチロラク トンが収率 6 7 %で得られた。 8 a —ヒ ドロキシ一 α —メチノレ一 4 a —デカ リ ンメタノールの転化率は 7 2。/。であった。
MS / e : 2 6 8 , 2 5 0 , 2 3 2 , 2 1 7 , 1 7 3 , 1 3 4
Figure imgf000107_0001
実施例 3 0
3 —ヒ ドロキシ一 ーメチルー 1 —ァダマンタンメタノ一ノレに代えて 、 α—メチルー 2 — ト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカンメタノ一 ルを 1 0 0 ミ リモル使用した以外は、 実施例 2 6 と同様の操作行ったと ころ、 下記式で表される α —ヒ ドロキシー γ —メチル一 Ί — ( 2— トリ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6] デカニル) 一 γ —ブチロラク ト ンが収率 8 0 %で得られた。 ひ 一メチル一 2 — ト リ シクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 6 ] デカンメタノールの転化率は 8 4 %であった。
MS m/ e : 2 5 0 , 2 3 2 , 2 1 7 , 1 7 3 , 1 3 4
Figure imgf000107_0002
実施例 3 1
3 —ヒ ドロキシ一 α —メチル一 1 —ァダマンタンメタノールに代えて 、 6 —ヒ ドロキシ一 α —メチル一 2 — ト リシクロ [ 5. 2. 1 . 0 2' 8 ] デカンメタノールを 1 0 0 ミ リモル使用した以外は、 実施例 2 6 と同 様の操作行ったところ、 下記式で表される α —ヒ ドロキシ一 γ — ( 6 — ヒ ドロ キシ ト リ シク ロ [ 5 . 2. 1 . 0 2' 6] デカン一 2 —ィル) 一 γ ―メチルー γ -ブチ口ラク トンが収率 7 3 %で得られた。 6—ヒ ドロキ シ一 α —メチル一 2 — ト リ シクロ [ 5 . 2. 1 . 0 2' 6] デカンメタノ —ルの転化率は 8 0 %であった。
M S m/ e : 2 6 6 , 2 4 8, 2 3 0 , 2 1 5 , 1 7 1 , 1 3 2
Figure imgf000108_0001
実施例 3 2
実施例 2 7の方法に準じて得られた γ — ( 1 —ァダマンチル) 一 α— ヒ ドロキシ— γ —メチル— γ—ブチロラク トン 1 0 0 ミ リモル、 塩化了 ク リ ロイル 1 5 0 ミ リモル、 ト リェチルァ ミ ン 1 5 0 ミ リモル及びトル ェン 3 0 0 m 1 の混合物を、 6 0 °Cで 6時間攪拌した。 反応混合液をシ リ力ゲル力ラムクロマ トグラフィ一に付すことによ り、 下記式で表され る α—ァク リ ロイ ノレオキシ一 γ — ( 1 ーァダマンチノレ) 一 γ —メチノレ一 γ—ブチロラク トンが収率 6 6。/0で得られた。 V — ( 1 —ァダマンチル ) 一 α —ヒ ドロキシ一 γ —メチル一 γ —ブチロラク トンの転化率は 8 5 0/oであった。
S m/ e : 3 0 4 , 2 3 2 , 2 1 7 7 3 3 5
Figure imgf000109_0001
実施例 3 3
アタ リル酸ェチル 1 0 ミ リモル、 n—プロ ピルアルコール 1 0 0 ミ リ モル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0 . 0 1 ミ リ モル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0 . 1 ミ リ モル 及びァセ トニ ト リル 5 4 ミ リモルの混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液を濃縮した後、 濃縮物をシリカ ゲルカラムクロマ トグラフィーに付すことにより、 2, 4 —ジヒ ドロキ シへキサン酸ェチルを収率 1 4 °/。、 γ —ェチル一 α —ヒ ドロキシ— γ— ブチロラク トンを収率 4 0 。/0、 ソルビン酸ェチルを収率 2 %で得た。 ァ ク リル酸ェチルの転化率は 7 2 %であった。
[ 2 , 4 —ジヒ ドロキシへキサン酸ェチルのスぺク トノレデ一タ]
MS (EI) m/ e : 1 7 6 , 1 4 8 , 1 4 0, 8 5
[ γ —ェチノレー α—ヒ ドロキシ— γ—ブチロラク トンのスぺク トノレデ ータ]
M S (EI) m/ e : 1 0 2 , 8 3, 5 9 , 4 4
[ソルビン酸ェチルのスペク トルデータ]
M S (EI) / e : 1 4 0 , 1 2 5 , 1 1 2 , 9 5, 6 7 108 実施例 3 4
アク リル酸ェチル 1 0 ミ リモル、 2 —メチルー 1, 3 —ジォキソラン 1 0 0 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0 . 0 1 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (III) 0. 1 ミ リモル及びァセ トニ ト リル 5 4 ミ リモルの混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液を濃縮した後、 濃縮 物をシリカゲルカラムクロマ トグラフィ一に付すことによ り、 下記式で 表される 3 — ヒ ドロキシァセタール化合物を収率 9 0 %で得た。 アタ リ ル酸ェチルの転化率は 9 9 。/。であった。
M S (EI) m/ e : 2 0 4 , 1 8 6, 1 5 9 , 4 6
Figure imgf000110_0001
実施例 3 5
アク リル酸ェチル 1 0 ミ リモル、 1, 3 —ジォキソラン 1 0 0 ミ リモ ル、 N— ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 ミ リモル、 酢酸コバル ト (II) 0. 0 1 ミ リモル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (ΙΠ) 0. 1 ミ リモル及 びァセ トニ ト リル 5 4 ミ リモルの混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 5 0 °Cで 8時間撹拌した。 反応混合液を濃縮した後、 濃縮物をシリ カゲ ルカラムクロマ トグラフィ一に付すことによ り、 下記式で表される /3 - ヒ ドロキシァセタール化合物を収率 9 9 %で得た。 ァク リル酸ェチルの 転化率は 9 9 %であった。
MS (EI) / e : 1 9 0 , 1 7 2 , 1 4 5 , 4 6
Figure imgf000111_0001
実施例 3 6
アク リル酸ェチノレ 1 0 ミ リモノレ、 ァダマンタン 5 0 ミ リモル、 N—ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 ミ リモル、 酢酸コバル ト (Π) 0. 0 1 ミ リモ ル、 コバル トァセチルァセ トナ ト (ΙΠ) 0. 1 ミ リ モル及びァセ トニ ト リル 5 4 ミ リモルの混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0 °Cで 8 時問撹拌した。 反応混合液を濃縮した後、 濃縮物をシリ カゲルカラムク 口マ トグラフィ一に付すことにより、 下記式 ( a ) で表される 3 — (ァ ダマンタン一 1 —ィル) ― 2 —ヒ ドロキシプロ ピオン酸ェチルを収率 5 5 %、 下記式 ( b ) で表される 3 — (ァダマンタン— 1 —ィル) 一 2— ォキソプロピオン酸ェチルを収率 1 6 %、 下記式 ( c ) で表される 1 一 ァダマンタン酢酸ェチルを収率 8 %で得た。 アタ リル酸ェチルの転化率 は 9 9 %であった。
[ 3 — (ァダマンタン一 1 一ィル) 一 2 — ヒ ドロキシプロ ピオン酸ェ チルのスぺク トノレデータ]
MS (EI) / e : 2 5 2 , 2 3 4 , 1 3 5, 4 6
[ 3 — (ァダマンタン— 1 —ィル) 一 2 —ォキソプロピオン酸ェチル のスぺク トルデータ]
M S (EI) m/ e : 2 5 0 , 2 2 1 , 1 7 9 , 1 3 5 , 4 6
C l ーァダマンタン酢酸ェチルのスぺク トルデータ]
M S (EI) / e : 2 2 2 , 1 3 5 , 4 6 110
Figure imgf000112_0001
実施例 3 7
コバルトァセチルァセ トナ ト (III) 0. 1 ミ リモルに代えて、 バナ ジゥムァセチルァセ トナト (III) を 0. 1 ミ リモル用いた以外は、 実 施例 3 6 と同様の操作を行ったところ、 上記式 ( a ) で表される 3— ( ァダマンタンー 1 一ィル) 一 2—ヒ ドロキシプロピオン酸ェチルを収率 3 0 %、 上記式 ( b ) で表される 3 - (ァダマンタン一 1 —ィル) 一 2 一ォキソプロピオン酸ェチルを収率 5 0 °/0、 上記式 ( c ) で表される 1 —ァダマンタン酢酸ェチルを収率 1 1 %で得た。 アク リル酸ェチルの転 化率は 9 9 Q /。であつた。
実施例 3 8
2—プロノヽ。ノ一ル 5 0 ミ リモル、 ァダマンタン 1 0 ミ リモル、 N— ヒ ドロキシフタルイ ミ ド 1 ミ リモル、 酢酸コバル ト (Π) 0. 0 1 ミ リモ ル、 コバルトァセチルァセ トナ ト (III) 0. 1 ミ リモル及びァセ トニ ト リル 5 4 ミ リモルの混合物を、 酸素雰囲気下 ( 1気圧) 、 7 0 °Cで 8 時間撹拌した。 反応混合液を濃縮した後、 濃縮物をシリカゲルカラムク 口マ トグラフィ一に付すことによ り、 ひ , α—ジメチルー 1 —ァダマン タンメタノ一ルを収率 5 0 °/0で得た。 ァダマンタンの転化率は 7 0 %で あった。
[ a , ージメチノレ一 1 —ァダマンタンメタノールのスぺク トルデー タ]
MS (EI) m/ e : 1 7 9 , 1 7 6 , 1 3 5 , 5 7

Claims

1. 下記式 ( 1 )
Figure imgf000114_0001
(式中、 R 1及び R2は、 同一又は異のなって、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァリール基、 シク ロアルキル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコ キシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボ囲ニル基、 ァシル基を示し、 R 1及び R 2は互いに結合して二重結合、 又は芳香族性若しくは非芳香族 性の環を形成してもよい。 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示す。 前 記 R R2、 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合又は 芳香族性若しくは非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N— 置換環状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個結合していてもよい)
で表されるィ ミ ド化合物触媒と、 酸素及び Z又は該ィ ミ ド化合物に対す るラジカル発生剤の存在下、 (A) (A1) 酸素原子の隣接位に炭素一水 素結合を有する酸素原子含有化合物、 (A2) カルボニル基含有化合物、 及び (A3) メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物から選 択された安定なラジカルを生成可能な化合物と、 (B) (B1) 不飽和化 合物、 (B2) メチン炭素原子を有する炭化水素基を含有する化合物及び
(B3) ヘテロ原子含有化合物から選択されたラジカル捕捉性化合物 (伹 し、 化合物 (A) と して 1, 2—ジカルボニル化合物又はそのヒ ドロキ シ還元体を用いる場合には、 前記 (B1) 及び (B3) から選択されたラジ カル捕捉性化合物) とを反応させて、 前記化合物 (A) と化合物 (B) との付加若しく は置換反応生成物又はそれらの酸化生成物を得ることを 特徴とする有機化合物の製造法。
2. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒と し、 (All) 下記式 ( 2 )
Figure imgf000115_0001
(式中、 R '、 R bは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。 R '、 Rbは、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成してレ' てもよい)
で表されるアルコールと、 (B11) 下記式 ( 3 )
Figure imgf000115_0002
(式中、 R e、 R d、 R。は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示し、 Yは電子吸引性基を示す。 R e、 R d、 R \ Yは互いに結合して 、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合とと もに環を形成してもよい) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (4 )
Figure imgf000115_0003
(式中、 R '、 R \ R\ R d、 R '、 Yは前記に同じ)
で表される 1 , 3 —ジヒ ドロキシ化合物を得る請求の範囲第 1項記載の 有機化合物の製造法。
3 . 分子状酸素の存在下、 下記式 ( 1 )
Figure imgf000116_0001
(式中、 R 1及び R2は、 同一又は異なって、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァリール基、 シクロアルキル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコ キシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボニル基、 ァシル基を示し、 R1及び R 2は互いに結合して二重結合、 又は芳香族性若しくは非芳香族 性の環を形成してもよい。 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示す。 前 記 R1 R2、 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合又は 芳香族性若しくは非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N— 置換漯状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個結合していてもよい)
で表されるィ ミ ド化合物を触媒と し、 (All) 下記式 ( 2 )
0H
(2)
R。 RL
(式中、 R'、 Rbは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。 R'、 Rbは、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成しても よい)
で表されるアルコールと、 (B12) 下記式 ( 5 )
Figure imgf000116_0002
(式中、 Re、 Rd、 R°、 R fは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機 基を示す。 R'、 Rd、 R'は互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭 素一炭素結合と ともに環を形成してもよい)
で表される α, ι3—不飽和カルボン酸誘導体とを反応させて、 下記式 ( 6)
Figure imgf000117_0001
(式中、 Ra、 Rb、 R \ Rd、 R 'ま前記に同じ)
で表される α— ヒ ドロキシー γ—プチロラク トン誘導体を生成させる α ーヒ ドロキシー y—ブチロラク トン誘導体の製造法。
4. 下記式 (6a)
Figure imgf000117_0002
(式中、 Ra、 Rbは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R'、 Rbは、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成しても よい。 Re、 R'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R 。と ま、 互いに結合して、 隣接する炭素一炭素結合と ともに環を形成 してもよい)
で表される α— ヒ ドロキシー γ—プチロラク トン誘導体を溶媒中に溶解 させ、 下記式 ( 7)
Figure imgf000118_0001
(式中、 R ' R \ R \ R 'は前記に同じ)
で表される i3 —ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体を生成させる β —ヒ ドロキシ一 γ —プチロラク トン誘導体の製造法 c
5. 下記式(6b)
Figure imgf000118_0002
(式中、 環 Aは非芳香族性炭素環を示し、 R R R 'は、 同一又は 異なって、 水素原子又は有機基を示す。 R R R。は互いに結合し て、 隣接する炭素原子又は炭素—炭素結合と ともに環を形成してもよい )
で表されるひーヒ ドロキシ一 γ —ブチロラク トン誘導体。
6. 下記式(6c)
Figure imgf000118_0003
(式中、 R a l R b lは、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 117 複素漯式基を示し、 R'1及び Rb lは、 互いに結合して、 隣接する炭素原 子と共に環を形成してもよレ、。 Re lはハロアルキル基、 置換ォキシカル ボニル基、 シァノ基又はァリ一ル基を示し、 Rd、 R。は、 同一又は異な つて、 水素原子又は有機基を示す。 R "、 R d、 R 'は互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結合と共に環を形成してもよい) で表される α—ヒ ドロキシ一 γ—プチロラク トン誘導体。
7. 下記式(6d)
Figure imgf000119_0001
(式中、 Rb 2は、 同一又は異なって、 炭化水素基又は複素環式基を示し 、 R\ Rd、 ま、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。 R\ Rd、 R 'は互いに結合して、 隣接する炭素原子又は炭素一炭素結 合と ともに環を形成してもよい)
で表される α—ヒ ドロキシ一 γ—プチ口ラタ トン誘導体。
8. 下記式(8 )
Figure imgf000119_0002
(式中、 R'3、 Rb 3は、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 複素環式基を示し、 R'3及び Rb 3は、 互いに結合して、 隣接する炭素原 子と共に環を形成してもよい。 R R d、 R。は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R Rd、 R'は互いに結合して、 隣接す る炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい。 R eは水 素原子又はメチル基を示す)
で表される α — (メ タ) ァク リロイルォキシーツ一プチロラク トン誘導 体。
9. 下記式 ( 9 )
Figure imgf000120_0001
(式中、 R'3、 Rb 3は、 同一又は異なって、 水素原子、 炭化水素基又は 複素環式基を示し、 R'3及び Rb 3は、 互いに結合して、 隣接する炭素原 子と共に環を形成してもよレ、。 R \ R d、 R eは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 R。、 Rd、 ま互いに結合して、 隣接す る炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい。 Rsは水 素原子又はメチル基を示す)
で表される構造単位を有する重合体。
1 0. 請求の範囲第 9項記載の重合体と光酸発生剤とを含む感光性樹 脂組成物。
1 1. 下記式 (10)
Figure imgf000121_0001
(式中、 Rは水素原子又は (メタ) ァク リ ロイル基を示し、 R'、 R\ Rd、 R=は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Rb4は橋 かけ環炭化水素基を示す。 R Rd、 Reは互いに結合して、 隣接する 炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい)
で表される γ—プチロラク トン誘導体。
1 2. 橋かけ環炭化水素基が、 2環系又は 3環系の橋かけ環炭化水素 基である請求の範囲第 1 1項記載の γ—プチロラク トン誘導体。
1 3. 橋かけ環炭化水素基における橘かけ環が、 ァダマンタン環、 パ ーヒ ドロインデン澴、 デカリン環、 パーヒ ドロフルオレン環、 パ一ヒ ド 口アン トラセン環、 パ一ヒ ドロフエナン トレン環、 ト リシクロ [ 5. 2
. 1. ◦ 2' 6] デカン環、 パ一ヒ ドロアセナフテン環、 ノ、。—ヒ ドロフエ ナレン環、 ノルボルナン環又はノルボルネン漯である請求の範囲第 1 1 項記載の γ—プチ口ラク トン誘導体。
1 4. 分子状酸素の存在下、 下記式 ( 1 )
Figure imgf000121_0002
(式中、 R 1及び R2は、 同一又は異なって、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァリール基、 シクロアルキル基、 ヒ ドロキシル基、 アルコ キシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボ-ル基、 ァシル基を示し、 R1及び R 2は互いに結合して二重結合、 又は芳香族性若しく は非芳香族 性の環を形成してもよい。 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示す。 前 記 R1 R2、 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合又は 芳香族性若しくは非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N— 置換環状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個結合していてもよい)
で表されるィ ミ ド化合物を触媒と し、 (A12) 下記式 (2a)
Figure imgf000122_0001
(式中、 R '、 R iは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す c R R 1は、 互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成してい てもよい)
で表されるアルコールと、 (B13) 下記式 (3a)
Figure imgf000122_0002
(式中、 Rd、 R 'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す。 Rd、 R'、 Yは互いに結合して、 隣接する炭 素原子又は炭素一炭素結合とともに環を形成してもよい)
で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (11)
Figure imgf000122_0003
(式中、 Rd、 R \ R \ R j、 Yは前記に同じ) で表される共役不飽和化合物を得る共役不飽和化合物の製造法。
1 5. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるィ ミ ド化合物を触媒 と し、 (A13) 下記式 (12)
Figure imgf000123_0001
(式中、 Rk、 Rm、 Rnは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示す。 Rm、 Rnは、 互いに結合して、 式中に示される隣接する 2個の酸 素原子及び炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表されるァセタールと、 (B11) 下記式 ( 3 ) 3)
R く (
(式中、 Re、 R d、 R。は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示し、 Yは電子吸引性基を示す。 Re、 R d、 R\ Yは互いに結合して 、 隣接する炭素原子又は炭素—炭素結合と ともに環を形成してもよい) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (13)
Figure imgf000123_0002
(式中、 R 、 Rd、 R\ R Rm、 R\ Yは前記に同じ)
で表される /3—ヒ ドロキシァセタール化合物を得る請求の範囲第 1項記 載の有機化合物の製造法。
1 6. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒 と し、 (A31) 下記式 (14)
R
R P1 -CH
(14)
Rq
(式中、 R°、 R は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R°、 R 、 R qは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成していても よい)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B11) 下記式 ( 3 )
Figure imgf000124_0001
(式中、 R °、 Rd、 R 'は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を 示し、 Yは電子吸引性基を示す。 R e、 R d、 Yは互いに結合して、 隣接 する炭素原子又は炭素一炭素結合と ともに環を形成してもよい) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (15) 及び式 (16)
Figure imgf000124_0002
(15) (16)
(式中、 R 、 Rd、 R \ R °、 R R Yは前記に同じ)
から選択された少なく とも 1種のヒ ドロキシ化合物を得る請求の範囲第 1項記載の有機化合物の製造法。
1 7. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒 と し、 (A31) 下記式 (14)
Figure imgf000125_0001
(式中、 R°、 R \ Rqは、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R°、 R Rqは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成していても よい)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B14) 下記式 (3b)
Figure imgf000125_0002
(式中、 Re、 Rdは、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す。 R 、 Rd、 Yは互いに結合して、 隣接する炭 素原子又は炭素—炭素結合と ともに環を形成してもよい)
で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (17)
Figure imgf000125_0003
(式中、 Re、 Rd、 R°、 Rp、 R。、 Yは前記に同じ)
で表されるカルボニル化合物を得る請求の範囲第 1項記載の有機化合物 の製造法。
1 8. 分子状酸素の存在下、 下記式 ( 1 )
Figure imgf000126_0001
(式中、 R 1及び R 2は、 同一又は異なって、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァ リ一ノレ基、 シク ロアノレキノレ基、 ヒ ドロキシル基、 アルコ キシ基、 カルボキシル基、 アルコキシカルボニル基、 ァシル基を示し、 R 1及び R 2は互いに結合して二重結合、 又は芳香族性若しくは非芳香族 性の環を形成してもよい。 Xは酸素原子又はヒ ドロキシル基を示す。 前 記 R R 又は R 1及び R 2が互いに結合して形成された二重結合又は 芳香族性若しく は非芳香族性の環には、 上記式 ( 1 ) 中に示される N— 置換環状ィ ミ ド基がさらに 1又は 2個結合していてもよい)
で表されるィ ミ ド化合物を触媒とし、 (A31) 下記式 (14)
Figure imgf000126_0002
(式中、 R°、 R R-は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R °、 R R qは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成していても よい)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B15) 下記式 (3c)
Figure imgf000126_0003
(式中、 R 'は水素原子又は有機基を示し、 Yは電子吸引性基を示す) で表される活性ォレフィンとを反応させて、 下記式 (18)
Figure imgf000127_0001
(式中、 Re'、 R°、 Rp、 R \ Yは前記に同じ)
で表される有機化合物を得る電子吸引基含有化合物の製造法。
1 9. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒0 と し、 (All) 下記式 ( 2)
Figure imgf000127_0002
¾ (式中、 R'、 R11は、 同一又は異なって、 水素原子又は有機基を示す。
R'、 Rbは、 互いに結合して、 瞵接する炭素原子と共に環を形成しても よい)
で表されるアルコールと、 (B21) 下記式 (14)
Figure imgf000127_0003
(式中、 R°、 R\ R。は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R°、 R Raは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成していても よい)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物とを反応させて、 下記式 (19
Figure imgf000128_0001
(式中、 R a、 Rb、 R °、 R R qは前記に同じ)
で表されるアルコールを得る請求の範囲第 1項記載の有機化合物の製造 法。
2 0. 分子状酸素の存在下、 式 ( 1 ) で表されるイ ミ ド化合物を触媒 と し、 (A32) 下記式 (1 )
Figure imgf000128_0002
(式中、 R D 1、 R p l、 R q lは、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R e l 、 R p l、 R q lは互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成して いてもよレヽ)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物と、 (B22) 下記式 (14b) 、o2
RP-C : ίH (14b)
q2
R
(式中、 R °2、 Rp 2、 R q 2は、 同一又は異なって、 有機基を示す。 R°2 、 R p 2、 R 1*2は互いに結合して、 隣接する炭素原子と共に環を形成して いてもよレヽ)
で表されるメチン炭素原子を有する化合物とを反応させて、 下記式 (20 ROL2
RPL— C一 C一 RP2 (20)
RQ1RQ2
(式中、 R"、 Rp l、 Rq l、 R°2、 Rp2、 R'2は前記に同じ) で表されるカツプリング生成物を得る請求の範囲第 1項記載の有機化合 物の製造法。
2 1. 金属化合物を助触媒として用いる請求の範囲第 1項〜第 3項及 び第 1 4項〜第 20項の何れかの項に記載の製造法。
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