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JP4118653B2 - Method for producing 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate - Google Patents

Method for producing 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate Download PDF

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JP4118653B2
JP4118653B2 JP2002330456A JP2002330456A JP4118653B2 JP 4118653 B2 JP4118653 B2 JP 4118653B2 JP 2002330456 A JP2002330456 A JP 2002330456A JP 2002330456 A JP2002330456 A JP 2002330456A JP 4118653 B2 JP4118653 B2 JP 4118653B2
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adamantyl
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Tokuyama Corp
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの製造方法に関する。より詳しくは、半導体の製造工程に使用するレジスト等の材料の用途として有用な、純度の高い2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体製造プロセスにおいては半導体パターンのピッチが極めて微細化しており、そのため、半導体用レジスト材料も該微細化に適応したものを用いることが必要となっている。このような微細化に適応した半導体用レジスト材料としては、種々の化合物が提案されているが、半導体製造プロセスにおけるドライエッチング耐性が高いことからアダマンタン骨格を含む化合物(例えば特許文献1参照)、特にアルキルアダマンチルエステルポリマーに対する期待が高まっている(例えば特許文献2参照)。
【0003】
アルキルアダマンチルエステルポリマーとしては、置換基の位置及び種類の異なる種々のものが知られているが、解像度、ドライエッチング耐性等の点から、当該半導体用レジスト材料としては2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを重合させたものが特に優れている(非特許文献1および非特許文献2参照)。通常、このような2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートは、対応する2−アルキル−2−アダマンタノールやその金属塩と(メタ)アクリル酸またはその誘導体とのエステル化反応により合成されている。
【0004】
このような方法によって製造される2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートは一般にオリゴマー等の重合系不純物や着色の原因となる発色性不純物(着色化合物)等を含んでいるため、各種精製工程を経て製品とされるが(特許文献2〜6参照)、近年の半導体製造工程における極めて低い不純物濃度に対する要求に応えるために、例えば吸着処理等により不純物を大まかに除去した後に晶析や薄膜蒸留といった高度の精製を行うという2段階の精製方法が採用されている(特許文献5および6参照)。吸着処理としてはシリカゲル或いは活性炭を用いる方法が知られているが(特許文献2〜6参照)、工業的には活性炭を用いるのが有利であると考えられる。
【0005】
活性炭処理は、通常、被処理物である2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを溶媒に溶解して、その溶液を活性炭と接触させることにより行われるが、活性炭処理に用いる溶媒に関しては、「重合系の不純物」の低減にはヘキサンやヘプタンのような非極性溶媒が好適であること(特許文献4の0019段落参照)及び「着色物質」の除去にはメタノールやエタノール等のアルコールが好適である(特許文献5の0055〜0056段落参照)ことが知られている。
【0006】
【特許文献1】
特開平4−39665号公報
【特許文献2】
特開平9−73173号公報
【特許文献3】
特開2001−166463号公報
【特許文献4】
特開2000−309558号公報
【特許文献5】
特開2001−192356号公報
【特許文献6】
特開2001−201868号公報
【非特許文献1】
"フォトポリマー科学技術雑誌(Journal of Photopolymer Science and Technology)" フォトポリマー懇話会 1996年, Vol.9, No.3, p.475-488.
【非特許文献2】
"フォトポリマー科学技術雑誌(Journal of Photopolymer Science and Technology)" フォトポリマー懇話会 1996年, Vol.9, No.4, p.590-522.
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記2段階精製においては、一般に後段の高度な精製工程の効率、更には精製工程全体の効率は前段の精製の程度によって大きく影響され、全精製工程の効率及び精製に要する費用の観点から前段の精製でできるだけ高純度化をするのが望ましいが、従来の活性炭吸着処理によって得られる精製品の純度は必ずしも満足の行くものではなかった。そこで、本発明は、活性炭処理の精製効率を高めることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、特定の溶媒を用いて活性炭処理を行なうと、該溶媒の誘電率や双極子モーメント、あるいは代表的な溶解度パラメーターE値やZ値等から予想される効果(色相の改善と重合系の不純物の除去)をはるかに上回る効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明は、発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを含有する粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをアセトニトリル中で活性炭と接触させることにより上記発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーの含有量を低減する工程を含むことを特徴とする2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを含有する粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをアセトニトリル中で活性炭と接触させることにより上記発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーの含有量を低減する工程を含む。
【0011】
ここで、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートとは、アダマンタンの2位の2つの水素原子がそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基及びアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基で置換された化合物を意味する。当該炭素数1〜5のアルキル基は、直鎖状でも、分枝状でもよく、このようなアルキル基を具体的に例示すれば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルプロピル基等が挙げられる。
【0012】
このようなアルキル基を有す2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを具体的に例示すると、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−エチル−2−アダマンチルアクリレート、2−プロピル−2−アダマンチルアクリレート、2−(1−メチルエチル)−2−アダマンチルアクリレート、2−ブチル−2−アダマンチルアクリレート、2−(2−メチルプロピル)−2−アダマンチルアクリレート、2−ペンチル−2−アダマンチルアクリレート、2−(3−メチルブチル)−2−アダマンチルアクリレート、2−(2−メチルブチル)−2−アダマンチルアクリレート等のアクリレート類及びこれらに対応するメタクリレート類が例示される。
【0013】
上記2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートのなかでも、半導体用レジスト材料としての有用性が高い点で、2位に置換しているアルキル基が、メチル基またはエチル基のものである2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−エチル−2−アダマンチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチル メタクリレート又は2−エチル−2−アダマンチル メタクリレートに対し本発明の製造方法を適用することが好ましい。
【0014】
本発明で原料として使用する粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートは、発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを含有する。これら不純物は、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの合成過程で不可避的に副生するものであり、発色性不純物が存在することは粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートが着色していることで確認でき、また不純物オリゴマーを含有することはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析により確認することができる。粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート中のこれら不純物の含有量は特に限定されないが、通常の合成方法で得られる粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートにおいては、発色性不純物については該粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの色相をAPHA指標で表したときに1000以上となるような量含まれ、不純物オリゴマーについては該粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをGPC分析したときのクロマトグラムのピーク面積で表して0.1〜10%程度含有されている。なお、APHA指標とは、Hazenスケールまたは白金−コバルトスケールとも呼ばれ、アメリカ材料試験協会ASTM D1209に記載された方法である。また、GPC分析条件は特に限定されないが、例えば次のような条件が好適に採用できる。
【0015】
カラム:東ソー社製G4000とG2000直列接続
移動相:THF、1ml/min
検出器:RI検出
上記粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの製造方法は特に限定されず、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの合成方法として公知の方法が使用できるが、選択率が高いという理由から、アダマンタンを硫酸で酸化した後に溶媒抽出することにより得たアダマンタノンをアルキルマグネシウムハライドまたはアルキルリチウムまたはアルキルハライドと金属リチウムによってアルキル化し、更にこの時の反応溶液を(メタ)アクリル酸ハライドまたは(メタ)アクリル酸無水物に混合することによってエステル化して得るのが好適である。
【0016】
本発明の製造方法においては、上記粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを活性炭と接触させて該粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートから発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを除去するが、このときに上記接触をアセトニトリル中で行うことを最大の特徴とする。アセトニトリルを用いることにより、従来法で用いられていたヘプタン等の脂肪族炭化水素系の溶媒やメタノール等のアルコール系溶媒のみならず、通常用いられる種々の溶媒(例えばトルエンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、アセトン等の水溶性溶媒)よりも高い色相の改善効果(別言すれば発色性不純物の除去効果)および重合系不純物の除去効果が同時に得られる。
【0017】
本発明の製造方法において、粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートと活性炭との接触をアクリロニトリル中で行う方法は特に限定されず、例えば粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをアクリロニトリルに溶解させ溶液とし、該溶液と活性炭を混合して攪拌する方法、活性炭が充填された塔に該溶液を流通させる方法等が採用できる。このとき、アセトニトリルの使用量は特に限定されないが、多すぎても経済的ではなく、少なすぎても除去効率が落ちる点から精製すべき粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの重量の0.1〜10倍程度、特に0.5〜5倍程度の量を使用するのが好適である。
【0018】
本発明の製造方法で用いる活性炭は、市販されている通常の活性炭を用いることができ、比表面積や賦活方法などに特に限定はないが、除去効率の観点から塩化亜鉛で賦活された活性炭を用いるのが好適である。本発明の製造方法で用いる活性炭の使用量は特に限定されないが、除去効果およびコストを勘案すると精製すべき粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの重量に対して0.1重量%〜50重量%程度、特に1重量%〜20重量%程度であるのが好適である。
【0019】
また、接触温度や接触処理時間等の条件は、使用するアセトニトリルや活性炭の量にも依るが、−20℃〜60℃で10分〜24時間程度が好ましく、除去効果およびコストの観点から0℃〜30℃で30分〜12時間程度とするのが特に好適である。
【0020】
このような接触後(吸着処理後)、ろ過等の定法によって活性炭と処理液を分離し、さらに処理液からアセトニトリルを減圧留去等の定法によって取り除くことによって、発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーの含有量が低減された2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを回収することができる。回収された2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートは用途によってはそのまま使用することもできるが、更に高純度が求められる用途に使用する場合には、更に蒸留や晶析といった精製処理(2次精製処理)を行えばよい。この場合においても、本発明における活性炭吸着処理後に得られる2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートは従来の活性炭処理後により得られる2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートと比べて純度が高いので、2次精製処理の負荷を大幅に低減することができる。したがって、半導体用途向けの高純度2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをより効率的且つ低コストで製造することが可能となる。
【0021】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【0022】
合成例
攪拌翼と温度計を取りつけた10(l){単位「l(リットル)」については数字「1」との混同を避けるため、括弧をつけて表す。}の4つ口フラスコに、96%硫酸3138gと30%発煙硫酸1350gを加え、攪拌しながらアダマンタン408gを加えて懸濁させた。35℃で24時間反応させ、次いで50℃で6時間、65℃で7時間反応させた。反応液を冷却してから2400gの氷水に滴下し、塩化メチレン4(l)で2回抽出した。有機層を10%水酸化ナトリウム水溶液と食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥してから塩化メチレンを減圧留去した。2−アダマンタノンを405g(収率90%)淡黄色の固体として得た。
【0023】
攪拌翼、温度計、冷却管、滴下漏斗を取りつけた3(l)の4つ口フラスコに、窒素雰囲気下、2−アダマンタノン300g(2.0mol)をテトラヒドロフラン900mlに溶解し、臭化エチル262g(2.4mol)を加えた。この溶液に、窒素雰囲気下、金属リチウム27.8g(4.0mol)をこの時の反応温度が40℃前後になるようにコントロールしながら少量ずつ加えた。全量加え終わった後45℃に加温し、1時間反応熟成を行い、リチウム2−エチル−2−アダマンチルアルコラートの溶液を作成した。この時の2−アダマンタノンの転化率は98%であった。
【0024】
撹拌翼、温度計、冷却管を取りつけた5(l)の4つ口フラスコを窒素置換し、これにメタクリル酸クロライド220g(2.1mol)と、重合禁止剤としてフェノチアジン0.8g(4mmol)を加え、前段で調製したリチウム2−エチル−2−アダマンチルアルコラートの溶液を窒素雰囲気下、反応温度が10℃以下となるように2時間かけて滴下した。滴下終了後10℃以下で4時間撹拌し反応を熟成した。
【0025】
反応熟成後、10質量%水酸化ナトリウム水溶液500gを10℃以下で加えて1時間撹拌し、有機層を分離した。有機層をさらに10質量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した後、溶媒を減圧留去した。ここで得られた粗体1の色相は粗体1gをメタノール2gに溶解した溶液で褐色(APHA指標で1000以上)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(カラム:東ソー社製G4000とG2000直列接続、移動相:THF、1ml/min、RI検出)からポリマー分0.2面積%、オリゴマー分4.3面積%を含んでいた。この粗体1から20gを取り出し、実施例および比較例に用いた。この粗体にメタノール1.5(l)を加えて撹拌し、不溶分をろ過して取り除いた。得られたろ液を減圧留去して溶媒を除去して2−エチル−2−アダマンチル メタクリレートの粗体433gを得た。この粗体2の色相は、粗体1gをメタノール2gに溶解した溶液で褐色(APHA指標で1000以上)であり、GPC(同)からオリゴマー分3.9面積%を含んでいた。
【0026】
実施例1〜4及び比較例1〜8
合成例で合成した2−エチル−2−アダマンチル メタクリレートの粗体1または粗体2の10gをサンプル瓶に秤量し、表1に示す溶媒を、表1に示す重量倍だけサンプル瓶に仕込んだ。次いで、塩化亜鉛炭または水蒸気炭を表1に示す重量%加え、マグネチックスターラーで攪拌しながら室温で1時間攪拌した。塩化亜鉛炭としては武田薬品工業社製の精製白鷺を用い、水蒸気炭としては日本ノリット社製のNORIT SX ULTRAを用いた。次に、活性炭をろ過して取り除き、ろ液の色相をAPHA標準溶液(1000、500、200、100)と比較した。溶媒を減圧留去し、GPCからオリゴマー量を算出した。結果を表1に示す。
【0027】
【表1】

Figure 0004118653
実施例5
合成例で製造した粗体2のうち100gを200gのアセトニトリルに溶解し、塩化亜鉛炭10gを加えて室温で3時間攪拌した。活性炭をろ過してアセトニトリルを減圧留去し、メタノール90gとイソプロパノール10gを加えた。40℃まで加熱し、30分攪拌してから徐々に冷却した。液温が20℃になったところで、結晶が出始めた。その温度で1時間攪拌を続けてから、ゆっくり0℃まで冷却した。0℃で3時間攪拌してから、ろ過して結晶を取り出した。この結晶を減圧で乾燥し、75gの2−エチル−2−アダマンチル メタクリレートを得た。この結晶中のオリゴマー量はGPCで0.1面積%以下であった。また、この結晶1gを2gのメタノールに溶解した時の色相は、APHA100以下であった。
【0028】
比較例9
合成例で製造した粗体2のうち100gを用い、そのままメタノール90gとイソプロパノール10gから実施例5に準じて晶析し、61gの2−エチル−2−アダマンチル メタクリレートを得た。この結晶中のオリゴマー量はGPCで1.1面積%であり、この結晶1gを2gのメタノールに溶解した時の色相はAPHA200であった。
【0029】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを含有する粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートから高純度の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを製造するに際し、活性炭吸着処理によって上記不純物を効率的に除去することができる。したがって、例えば活性炭吸着処理後に晶析や蒸留といった高度の2次精製を行う場合に、当該2次精製における負荷を大幅に低減することができ、精製工程全般にわたる効率を高めることができそれに要するコストを低減することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate. More specifically, the present invention relates to a method for producing high-purity 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, which is useful as an application of a material such as a resist used in a semiconductor production process.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in semiconductor manufacturing processes, the pitch of semiconductor patterns has become extremely fine. For this reason, it is necessary to use a semiconductor resist material that is suitable for such miniaturization. Various compounds have been proposed as resist materials for semiconductors suitable for such miniaturization, but compounds containing an adamantane skeleton (see, for example, Patent Document 1), particularly because of high dry etching resistance in semiconductor manufacturing processes, Expectations for alkyladamantyl ester polymers are increasing (see, for example, Patent Document 2).
[0003]
Various alkyladamantyl ester polymers having different substituent positions and types are known. From the viewpoint of resolution, dry etching resistance, and the like, as the resist material for semiconductor, 2-alkyl-2-adamantyl ( Those obtained by polymerizing meth) acrylate are particularly excellent (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). Usually, such 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is synthesized by esterification reaction of corresponding 2-alkyl-2-adamantanol or a metal salt thereof with (meth) acrylic acid or a derivative thereof. Yes.
[0004]
Since 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate produced by such a method generally contains polymerization impurities such as oligomers and coloring impurities (coloring compounds) that cause coloration, various purification steps. In order to meet the demand for extremely low impurity concentrations in recent semiconductor manufacturing processes, crystallization and thin-film distillation are performed after roughly removing impurities by, for example, adsorption treatment or the like. A two-stage purification method is employed in which high-level purification is performed (see Patent Documents 5 and 6). As an adsorption treatment, a method using silica gel or activated carbon is known (see Patent Documents 2 to 6), but it is considered industrially advantageous to use activated carbon.
[0005]
The activated carbon treatment is usually performed by dissolving 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, which is an object to be treated, in a solvent and bringing the solution into contact with activated carbon. Regarding the solvent used for the activated carbon treatment, Non-polar solvents such as hexane and heptane are suitable for reducing “polymeric impurities” (see paragraph 0019 of Patent Document 4), and alcohols such as methanol and ethanol are suitable for removing “coloring substances”. (See paragraphs 0055 to 0056 of Patent Document 5).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-4-39665 [Patent Document 2]
JP-A-9-73173 [Patent Document 3]
JP 2001-166463 A [Patent Document 4]
JP 2000-309558 A [Patent Document 5]
JP 2001-192356 A [Patent Document 6]
JP 2001-201868 [Non-patent Document 1]
"Journal of Photopolymer Science and Technology" Photopolymer social gathering 1996, Vol.9, No.3, p.475-488.
[Non-Patent Document 2]
"Journal of Photopolymer Science and Technology" Photopolymer social gathering 1996, Vol.9, No.4, p.590-522.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described two-stage purification, the efficiency of the advanced purification process in the latter stage and the efficiency of the entire purification process are generally greatly affected by the degree of purification in the previous stage. From the viewpoint of the efficiency of the entire purification process and the cost required for purification, Although it is desirable to make it as high as possible by purification, the purity of the purified product obtained by the conventional activated carbon adsorption treatment is not always satisfactory. Therefore, an object of the present invention is to increase the purification efficiency of the activated carbon treatment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Inventors view of the above problems, a result of intensive studies, when the activated carbon treatment by using a specific solvent, the dielectric constant and dipole moment of the solvent, or typical solubility parameter E T values and Z values, etc. Thus, the inventors have found that an effect far exceeding the expected effect (improvement of hue and removal of impurities in the polymerization system) can be obtained, and the present invention has been completed.
[0009]
That is, the present invention includes the above-described color-forming impurities and / or impurity oligomers by contacting a crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate containing color-forming impurities and / or impurity oligomers with activated carbon in acetonitrile. It is a manufacturing method of 2-alkyl- 2-adamantyl (meth) acrylate characterized by including the process of reducing quantity.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the production method of the present invention, a crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate containing chromogenic impurities and / or impurity oligomers is brought into contact with activated carbon in acetonitrile, whereby the above chromogenic impurities and / or impurity oligomers are contacted. Including a step of reducing the content.
[0011]
Here, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is a compound in which two hydrogen atoms at the 2-position of adamantane are each substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and an acryloyloxy group or methacryloyloxy group. means. The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be linear or branched, and specific examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group. N-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylpropyl group and the like. .
[0012]
Specific examples of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate having such an alkyl group include 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2- Adamantyl acrylate, 2- (1-methylethyl) -2-adamantyl acrylate, 2-butyl-2-adamantyl acrylate, 2- (2-methylpropyl) -2-adamantyl acrylate, 2-pentyl-2-adamantyl acrylate, 2 Examples include acrylates such as-(3-methylbutyl) -2-adamantyl acrylate and 2- (2-methylbutyl) -2-adamantyl acrylate, and methacrylates corresponding thereto.
[0013]
Among the 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylates, the alkyl group substituted at the 2-position is one having a methyl group or an ethyl group because of its high usefulness as a resist material for semiconductors. It is preferable to apply the production method of the present invention to -methyl-2-adamantyl acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate or 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate.
[0014]
The crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate used as a raw material in the present invention contains color-forming impurities and / or impurity oligomers. These impurities are inevitably by-produced in the process of synthesizing 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and the presence of chromogenic impurities indicates that crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is It can be confirmed by coloring, and it can be confirmed by gel permeation chromatography (GPC) analysis that it contains an impurity oligomer. The content of these impurities in the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is not particularly limited. However, in the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate obtained by a usual synthesis method, the color developing impurities Is contained in such an amount that the hue of the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is 1000 or more when the hue of the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is expressed by an APHA index. ) The acrylate is contained by about 0.1 to 10% in terms of the peak area of the chromatogram when GPC analysis is performed. The APHA index is also called a Hazen scale or a platinum-cobalt scale, and is a method described in American Material Testing Association ASTM D1209. Moreover, although GPC analysis conditions are not specifically limited, For example, the following conditions can be employ | adopted suitably.
[0015]
Column: Tosoh G4000 and G2000 series connected mobile phase: THF, 1 ml / min
Detector: RI detection The method for producing the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is not particularly limited, and a known method can be used as a method for synthesizing 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate. For reasons of high selectivity, adamantane obtained by oxidizing adamantane with sulfuric acid and then solvent-extracting is alkylated with alkylmagnesium halide, alkyllithium, alkylhalide and metallic lithium, and the reaction solution at this time is further treated with (Metal). It is preferably obtained by esterification by mixing with acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride.
[0016]
In the production method of the present invention, the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is brought into contact with activated carbon, and chromogenic impurities and / or impurity oligomers are produced from the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate. The most characteristic feature is that the contact is performed in acetonitrile. By using acetonitrile, not only aliphatic hydrocarbon solvents such as heptane and alcohol solvents such as methanol, which have been used in conventional methods, but also various commonly used solvents (for example, aromatic solvents such as toluene, The effect of improving hue (in other words, the effect of removing chromogenic impurities) and the effect of removing polymerization-type impurities can be obtained at the same time as compared with ester solvents such as ethyl acetate and water-soluble solvents such as acetone.
[0017]
In the production method of the present invention, the method of contacting the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and activated carbon in acrylonitrile is not particularly limited. For example, crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is used. A method of dissolving in acrylonitrile to form a solution, mixing and stirring the solution and activated carbon, a method of circulating the solution through a column packed with activated carbon, and the like can be employed. At this time, the amount of acetonitrile used is not particularly limited, but it is not economical if it is too much, and the weight of the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate to be purified from the point that the removal efficiency falls if it is too little. It is preferable to use an amount of about 0.1 to 10 times, particularly about 0.5 to 5 times.
[0018]
As the activated carbon used in the production method of the present invention, commercially available normal activated carbon can be used, and the specific surface area and activation method are not particularly limited, but activated carbon activated with zinc chloride is used from the viewpoint of removal efficiency. Is preferred. The amount of activated carbon used in the production method of the present invention is not particularly limited, but considering the removal effect and cost, it is 0.1% by weight to the weight of the crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate to be purified. It is preferably about 50% by weight, particularly about 1% to 20% by weight.
[0019]
Moreover, although conditions, such as contact temperature and contact processing time, also depend on the quantity of acetonitrile and activated carbon to be used, -20 degreeC-60 degreeC is preferable for about 10 minutes to 24 hours, and it is 0 degreeC from a viewpoint of a removal effect and cost. It is particularly preferable that the temperature is about 30 minutes to 12 hours at -30 ° C.
[0020]
After such contact (after adsorption treatment), the activated carbon and the treatment liquid are separated by an ordinary method such as filtration, and acetonitrile is further removed from the treatment solution by an ordinary method such as distillation under reduced pressure to thereby remove chromogenic impurities and / or impurity oligomers. The 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate with reduced content can be recovered. The recovered 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate can be used as it is depending on the application, but when used in applications where higher purity is required, further purification treatment such as distillation and crystallization (2 (Next purification process) may be performed. Even in this case, the 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate obtained after the activated carbon adsorption treatment in the present invention is more pure than the 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate obtained after the conventional activated carbon treatment. Since it is high, the load of the secondary purification treatment can be greatly reduced. Therefore, it is possible to produce high-purity 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate for semiconductor applications more efficiently and at low cost.
[0021]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited at all by these Examples.
[0022]
Synthesis example 10 (l) with a stirring blade and a thermometer {unit "l (liter)" is shown in parentheses to avoid confusion with the number "1". }, 3138 g of 96% sulfuric acid and 1350 g of 30% fuming sulfuric acid were added, and 408 g of adamantane was added and suspended with stirring. The reaction was carried out at 35 ° C. for 24 hours, then at 50 ° C. for 6 hours and at 65 ° C. for 7 hours. The reaction solution was cooled, then added dropwise to 2400 g of ice water, and extracted twice with methylene chloride 4 (l). The organic layer was washed with a 10% aqueous sodium hydroxide solution and brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and then methylene chloride was distilled off under reduced pressure. 405 g (yield 90%) of 2-adamantanone was obtained as a pale yellow solid.
[0023]
Under a nitrogen atmosphere, 300 g (2.0 mol) of 2-adamantanone was dissolved in 900 ml of tetrahydrofuran in a 3 (l) four-necked flask equipped with a stirring blade, thermometer, condenser, and dropping funnel, and 262 g of ethyl bromide was dissolved. (2.4 mol) was added. Under a nitrogen atmosphere, 27.8 g (4.0 mol) of metallic lithium was added to this solution little by little while controlling the reaction temperature at this time to be around 40 ° C. After the addition of the entire amount, the mixture was heated to 45 ° C. and subjected to reaction ripening for 1 hour to prepare a lithium 2-ethyl-2-adamantyl alcoholate solution. At this time, the conversion of 2-adamantanone was 98%.
[0024]
A 5- (l) four-necked flask equipped with a stirring blade, thermometer, and condenser was replaced with nitrogen. To this was added 220 g (2.1 mol) of methacrylic acid chloride and 0.8 g (4 mmol) of phenothiazine as a polymerization inhibitor. In addition, the solution of lithium 2-ethyl-2-adamantyl alcoholate prepared in the previous stage was added dropwise over 2 hours so that the reaction temperature was 10 ° C. or lower in a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction was aged by stirring at 10 ° C. or lower for 4 hours.
[0025]
After the reaction aging, 500 g of a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added at 10 ° C. or lower and stirred for 1 hour to separate the organic layer. The organic layer was further washed with a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The color of crude body 1 obtained here is brown (APHA index: 1000 or more) in a solution of 1 g of crude body in 2 g of methanol, and gel permeation chromatography (GPC) (column: G4000 and G2000 manufactured by Tosoh Corporation). From the serial connection, mobile phase: THF, 1 ml / min, RI detection), the polymer content was 0.2 area% and the oligomer content was 4.3 area%. 20 g of this coarse product 1 was taken out and used in Examples and Comparative Examples. Methanol 1.5 (l) was added to the crude product and stirred, and the insoluble matter was removed by filtration. The obtained filtrate was distilled off under reduced pressure to remove the solvent to obtain 433 g of a crude product of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate. The hue of this crude body 2 was brown (1000 or more APHA index) in which 1 g of the crude body was dissolved in 2 g of methanol, and contained 3.9% by area of oligomer from GPC (same).
[0026]
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-8
10 g of the crude 1 or 2 of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate synthesized in the synthesis example was weighed into a sample bottle, and the solvent shown in Table 1 was charged into the sample bottle by the weight times shown in Table 1. Next, zinc chloride charcoal or steam charcoal was added by weight% as shown in Table 1, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour while stirring with a magnetic stirrer. As zinc chloride charcoal, purified white rice cake manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited was used, and as steam charcoal, NORIT SX ULTRA manufactured by Nippon Norit was used. Next, the activated carbon was removed by filtration, and the color of the filtrate was compared with the APHA standard solution (1000, 500, 200, 100). The solvent was distilled off under reduced pressure, and the amount of oligomer was calculated from GPC. The results are shown in Table 1.
[0027]
[Table 1]
Figure 0004118653
Example 5
100 g of the crude product 2 produced in the synthesis example was dissolved in 200 g of acetonitrile, 10 g of zinc chloride charcoal was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The activated carbon was filtered and acetonitrile was distilled off under reduced pressure, and 90 g of methanol and 10 g of isopropanol were added. The mixture was heated to 40 ° C., stirred for 30 minutes, and then gradually cooled. Crystals started to appear when the liquid temperature reached 20 ° C. Stirring was continued at that temperature for 1 hour and then slowly cooled to 0 ° C. After stirring at 0 ° C. for 3 hours, the crystals were collected by filtration. The crystals were dried under reduced pressure to obtain 75 g of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate. The amount of oligomer in the crystal was 0.1 area% or less by GPC. Moreover, the hue when 1 g of this crystal was dissolved in 2 g of methanol was APHA 100 or less.
[0028]
Comparative Example 9
Of the crude product 2 produced in the synthesis example, 100 g was used and crystallized as it was from 90 g of methanol and 10 g of isopropanol according to Example 5 to obtain 61 g of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate. The amount of oligomer in this crystal was 1.1 area% by GPC, and the hue when 1 g of this crystal was dissolved in 2 g of methanol was APHA200.
[0029]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, high-purity 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is produced from crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate containing chromogenic impurities and / or impurity oligomers. In this case, the impurities can be efficiently removed by the activated carbon adsorption treatment. Therefore, when performing advanced secondary purification such as crystallization and distillation after activated carbon adsorption treatment, for example, the load in the secondary purification can be greatly reduced, and the efficiency of the entire purification process can be increased and the cost required for it. Can be reduced.

Claims (3)

発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーを含有する粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートをアセトニトリル中で活性炭と接触させることにより上記発色性不純物及び/又は不純物オリゴマーの含有量を低減する工程を含むことを特徴とする2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートの製造方法。A step of reducing the content of the chromogenic impurities and / or impurity oligomers by contacting a crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate containing chromogenic impurities and / or impurity oligomers with activated carbon in acetonitrile. The manufacturing method of 2-alkyl- 2-adamantyl (meth) acrylate characterized by including. 前記活性炭が塩化亜鉛賦活炭である請求項1に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 1, wherein the activated carbon is zinc chloride activated charcoal. 前記粗2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートが、アダマンタンを硫酸で酸化した後に溶媒抽出することにより得たアダマンタノンをアルキルマグネシウムハライドまたはアルキルリチウムまたはアルキルハライドと金属リチウムによってアルキル化し、この時に得られた反応溶液を(メタ)アクリル酸ハライドまたは(メタ)アクリル酸無水物と混合して更にエステル化することによって得られたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。The crude 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate is alkylated with alkylmagnesium halide or alkyllithium or alkylhalide and metal lithium with adamantane obtained by oxidizing adamantane with sulfuric acid and then solvent extraction, 3. The production according to claim 1, wherein the obtained reaction solution is obtained by further esterification by mixing with (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride. Method.
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