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JP5573924B2 - (Meth) acrylic acid ester and method for producing the same - Google Patents

(Meth) acrylic acid ester and method for producing the same Download PDF

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JP5573924B2
JP5573924B2 JP2012247875A JP2012247875A JP5573924B2 JP 5573924 B2 JP5573924 B2 JP 5573924B2 JP 2012247875 A JP2012247875 A JP 2012247875A JP 2012247875 A JP2012247875 A JP 2012247875A JP 5573924 B2 JP5573924 B2 JP 5573924B2
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Description

本発明は、新規な構造を有する(メタ)アクリル酸エステルおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a (meth) acrylic acid ester having a novel structure and a method for producing the same.

ビニル共重合樹脂を製造する場合において、(メタ)アクリル酸エステルは重要な共重合用のモノマー群の1つであり、多様な用途で使用されている。しかしながら単独のモノマーによる重合では目的とする性能が得られないことが多く、その場合、必要な物性を得るために複数の異なる(メタ)アクリル酸エステルモノマーを混合し、これを共重合させることが行われる。その中でも樹脂に極性を付与することは最も重要な樹脂の修飾の1つであり、その目的で用いられるのが極性基を分子内に有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーである。その代表的なものとして、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの鎖状のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがある。これらは対応するエポキシ骨格を有する化合物や対応するジオールと(メタ)アクリル酸から工業的に容易に製造できるため、安価に多量に入手しやすいという事情から広く利用されてきた。しかしながら、用途によっては必ずしもこれらの鎖状骨格を有するヒドロキシ(メタ)アクリレートが目的の特性を発現する上で最適なものではなく、むしろ逆に極性は付与されるもののこれら鎖状の極性モノマーを添加することによって本来必要な機能が弱められたり、発現しなくなったりするといった問題があった。   In the case of producing a vinyl copolymer resin, (meth) acrylic acid ester is one of important monomer groups for copolymerization and is used in various applications. However, polymerization with a single monomer often fails to provide the desired performance. In that case, in order to obtain the required physical properties, it is possible to mix a plurality of different (meth) acrylate monomers and copolymerize them. Done. Among them, imparting polarity to the resin is one of the most important modifications of the resin, and a (meth) acrylate monomer having a polar group in the molecule is used for that purpose. Typical examples thereof include linear hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate. Since these can be easily produced industrially from a compound having a corresponding epoxy skeleton or a corresponding diol and (meth) acrylic acid, they have been widely used because they are easily available in large quantities at low cost. However, depending on the application, hydroxy (meth) acrylates having these chain skeletons are not optimal for expressing the desired properties. Rather, although these polar polar monomers are added, these chain polar monomers are added. By doing so, there was a problem that originally necessary functions were weakened or no longer expressed.

一方、同一モノマー内に複素環と親水性基を合わせ持つことによって親水性が高められた(メタ)アクリレートは、複素環と親水性基の各特性による物性の発現と、親水性基を足がかりに様々な化合物へと変換できるその多様性から様々な用途が期待される化合物である。   On the other hand, (meth) acrylate, which has been improved in hydrophilicity by having both a heterocyclic ring and a hydrophilic group in the same monomer, is based on the development of physical properties due to the characteristics of the heterocyclic ring and the hydrophilic group, and the hydrophilic group. It is a compound that is expected to have various uses because of its versatility that can be converted into various compounds.

例えば、放射線硬化性樹脂組成物として、ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシ(メタ)アクリレートとポリオール、ジイソシアネートの混合物より調製される多官能ウレタン(メタ)アクリレート(樹脂に粘性を与える成分)と、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの複素環化合物を有する成分を混ぜた組成物が好ましいことが開示されている(特許文献1)。これは、複素環化合物を添加しないと、硬化被膜層の硬度が十分に高まらず目的の性能が達成されないためである。従って、もし水酸基を有する複素環化合物(メタ)アクリレートがあれば、複素環構造を有するウレタンアクリレートを製造できるためその利用価値は高いと考えられる。   For example, as a radiation curable resin composition, a hydroxy (meth) acrylate such as hydroxyethyl methacrylate, a polyol, a polyfunctional urethane (meth) acrylate prepared from a mixture of diisocyanate (a component that gives viscosity to the resin), and tetrahydrofurfuryl It is disclosed that a composition in which a component having a heterocyclic compound such as (meth) acrylate is mixed is preferable (Patent Document 1). This is because unless the heterocyclic compound is added, the hardness of the cured coating layer is not sufficiently increased and the desired performance is not achieved. Therefore, if there is a heterocyclic compound (meth) acrylate having a hydroxyl group, urethane acrylate having a heterocyclic structure can be produced, and thus its utility value is considered high.

また、近年の半導体用ArFフォトレジスト分野においては、(メタ)アクリレート系樹脂がレジスト材料の主流として使用されているが、このArF用フォトレジスト樹脂を製造するにあたっては、耐エッチング性能を高めるためにアダマンタン骨格などの環状炭化水素構造の導入が必要とされている(非特許文献1)。しかしながらその一方で炭化水素基を多く導入することは、樹脂の現像液への溶解性の低下をもたらすため、水系の現像液への溶解性を高める樹脂の修飾が必要とされている。現状この目的で、ヒドロキシアダマンチルメタクリレートなどの極性基を有するモノマーが添加された樹脂が使用されているが、これらモノマーの水に対する親和性が十分ではないため添加量を多くしなければならず、また高価でもあることからレジスト樹脂全体の製造のコストが高くなる、などの問題があった。従って、この分野においても樹脂に効率よく親水性を付与できる高い水親和性を有した(メタ)アクリレートモノマーの開発が望まれていた。   In recent years, in the field of ArF photoresist for semiconductors, (meth) acrylate resins are used as the mainstream of resist materials. In manufacturing this ArF photoresist resin, in order to improve the etching resistance. Introduction of a cyclic hydrocarbon structure such as an adamantane skeleton is required (Non-Patent Document 1). However, introduction of a large number of hydrocarbon groups, on the other hand, results in a decrease in the solubility of the resin in the developer, and therefore modification of the resin that increases the solubility in the aqueous developer is required. At present, for this purpose, a resin to which a monomer having a polar group such as hydroxyadamantyl methacrylate is added is used. However, since the affinity of these monomers with water is not sufficient, the addition amount must be increased. There is a problem that the manufacturing cost of the entire resist resin is increased because it is expensive. Therefore, also in this field, development of a (meth) acrylate monomer having a high water affinity capable of efficiently imparting hydrophilicity to a resin has been desired.

これらの要求を満たす(メタ)アクリレートモノマーとして、特許文献2には、(メタ)アクリロイロオキシテトラヒドロフラン類が開示されている。これらは、複素環であるテトラヒドロフラン骨格と親水性基である水酸基を併せ持つ構造を有し、水への親和性が高いため、(メタ)アクリル系樹脂へ親水性を付与する改質目的での利用が期待される化合物である。   As a (meth) acrylate monomer that satisfies these requirements, Patent Document 2 discloses (meth) acryloyloxytetrahydrofurans. These have a structure that has both a tetrahydrofuran skeleton, which is a heterocyclic ring, and a hydroxyl group, which is a hydrophilic group, and have a high affinity for water, so they are used for modification purposes to impart hydrophilicity to (meth) acrylic resins. Is an expected compound.

特開平7−48422号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-48422 特開2007−112764号公報JP2007-1112764A

J. Photopolym. Sci. Technol., 9. 509(1996).J. et al. Photopolym. Sci. Technol. , 9. 509 (1996).

しかしながらその一方で、特許文献2に開示されているモノマーを使用すると、その高い水親和性がゆえに、条件によっては得られる樹脂が水系溶媒に必要以上に溶けてしまい、樹脂形状を維持できなくなる場合があった。そのため、この骨格の優れた水親和性を生かしつつも樹脂の水親和性を制御する手段が望まれていた。   However, on the other hand, if the monomer disclosed in Patent Document 2 is used, the resin obtained may dissolve more than necessary in an aqueous solvent due to its high water affinity, and the resin shape cannot be maintained. was there. Therefore, a means for controlling the water affinity of the resin while utilizing the excellent water affinity of this skeleton has been desired.

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、得られる樹脂の水親和性を制御することが可能な新規(メタ)アクリル酸エステルおよびその製造方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the novel (meth) acrylic acid ester which can control the water affinity of resin obtained, and its manufacturing method in view of the said problem.

本発明者らは、酸解離性の保護基が導入された、一般式(1)で示される新規な(メタ)アクリル酸エステルが、樹脂とした後でも自由にその水への親和性を制御することができる優れたモノマーであることを見出した。   The present inventors freely control the affinity for water even after the novel (meth) acrylic acid ester represented by the general formula (1) into which the acid-dissociable protecting group has been introduced is used as a resin. It has been found to be an excellent monomer that can.

すなわち本発明の第一の態様は、下記一般式(1)で表される構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを提供して前記課題を解決するものである。   That is, the first aspect of the present invention provides a (meth) acrylic acid ester having a structure represented by the following general formula (1) to solve the above problems.

Figure 0005573924

(式(1)においてRは水素原子またはメチル基であり、Rは下記一般式(2)または(3)に示される置換基である。)
Figure 0005573924

(In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituent represented by the following general formula (2) or (3).)

Figure 0005573924

(式(2)においてRは炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基であり、式(3)においてRは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、Rは炭素数1〜10のアルキル基である。RとRは互いに連結していてもよい。)
Figure 0005573924

(In Formula (2), R 3 is an alkyl group or aryl group having 1 to 10 carbon atoms, and in Formula (3), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 is a carbon number. An alkyl group of 1 to 10. R 4 and R 5 may be linked to each other.

また、本発明の第二の態様は、一般式(4)で表わされる化合物と、下記一般式(5)で示される化合物または二炭酸ジ-tert-ブチルとを塩基の存在下に反応させて製造することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの製造方法を提供して前記課題を解決するものである。
In the second aspect of the present invention, a compound represented by the general formula (4) is reacted with a compound represented by the following general formula (5 ) or di-tert-butyl dicarbonate in the presence of a base. The present invention solves the above problems by providing a method for producing a (meth) acrylic acid ester.

Figure 0005573924
Figure 0005573924
(式(4)においてR(In Formula (4), R 1 は水素原子またはメチル基であり、式(5)においてRIs a hydrogen atom or a methyl group, R in formula (5) 3 は炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基である。)Is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group. )

また、本発明の第三の態様は、下記一般式(4)で表わされる化合物と、下記一般式(7)で示される化合物とを酸の存在下に反応させて製造することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの製造方法を提供して前記課題を解決するものである。   The third aspect of the present invention is characterized in that it is produced by reacting a compound represented by the following general formula (4) with a compound represented by the following general formula (7) in the presence of an acid. The manufacturing method of (meth) acrylic acid ester is provided and the said subject is solved.

Figure 0005573924

(式(4)においてRは水素原子またはメチル基であり、式(7)においてnは0〜3の整数である。)
Figure 0005573924

(In Formula (4), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and in Formula (7), n is an integer of 0 to 3.)

本発明で得られる(メタ)アクリル酸エステルは、樹脂とした後でも自由にその水への親和性を制御することができる優れたモノマーである。そのため、ビニル重合樹脂の原料として、電子部品材料や光学用途、記録媒体、各種硬化剤、医療材料用など多方面において広く利用することができる。例えば、レジスト用樹脂の共重合用モノマーとして利用すれば、水への溶解性をコントロールできるので、描画工程における採用可能な条件の範囲が広くなり、その利用価値は極めて高い。   The (meth) acrylic acid ester obtained in the present invention is an excellent monomer that can freely control its affinity for water even after it is made into a resin. Therefore, it can be widely used as a raw material for vinyl polymer resins in various fields such as electronic component materials, optical applications, recording media, various curing agents, and medical materials. For example, if it is used as a copolymerization monomer for a resist resin, the solubility in water can be controlled, so the range of conditions that can be employed in the drawing process is widened, and its utility value is extremely high.

本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。   Such an operation and a gain of the present invention will be clarified from the best mode for carrying out the invention described below.

本発明の(メタ)アクリル酸エステルは、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物である。   The (meth) acrylic acid ester of the present invention is a compound having a structure represented by the following general formula (1).

Figure 0005573924
Figure 0005573924

一般式(1)において、Rは水素原子またはメチル基であり,Rは下記一般式(2)または(3)に示される置換基である。 In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituent represented by the following general formula (2) or (3).

Figure 0005573924
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一般式(2)において、Rは炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基であり、アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ヘキシル基、オクチル基などが挙げられ、アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。中でもRとしては、酸に対しての脱離性能の高さからイソプロピル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基が好ましい。 In the general formula (2), R 3 is an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n- Examples thereof include a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a hexyl group, and an octyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group. Among them, R 3 is preferably an isopropyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group because of its high ability to desorb to acids.

一般式(3)においてRは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、Rは炭素数1〜10のアルキル基であり、RとRは互いに連結していてもよい。RやRのアルキル基としては、一般式(2)のRと同様のものを例示することができる。RとRは互いに連結していると酸と接触した際の脱離性能が高くなるので好ましく、特に、RとRが互いに連結してテトラヒドロピラニル基またはテトラヒドロフラニル基を構成していることが、製造する際の原料の入手のしやすさの点で好ましい。 In General Formula (3), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 4 and R 5 may be linked to each other. . As the alkyl group for R 4 and R 5, the same groups as those for R 3 in formula (2) can be exemplified. R 4 and R 5 are preferable because elimination performance when in contact with connection to have the acid increases with each other, in particular, by connecting R 4 and R 5 together constitute a tetrahydropyranyl group or a tetrahydrofuranyl group It is preferable from the point of easy availability of the raw material at the time of manufacture.

一般式(1)で示される化合物の合成方法は任意に選択することができるが、一般的には、下記一般式(4)で示される3‐(メタ)アクリロイロオキシ‐4‐ヒドロキシテトラヒドロフラン(式(4)中、Rは水素原子またはメチル基である。)を合成し、次いで水酸基部分を上記一般式(2)や(3)で示される基で保護することによって合成される。以下、3‐(メタ)アクリロイロオキシ‐4‐ヒドロキシテトラヒドロフランの合成と、水酸基部分への保護基導入反応に分けて説明する。 The method for synthesizing the compound represented by the general formula (1) can be arbitrarily selected. In formula (4), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group), and then the hydroxyl group is protected with a group represented by the above general formula (2) or (3). Hereinafter, the synthesis of 3- (meth) acryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran and the reaction of introducing a protecting group into the hydroxyl group will be described separately.

Figure 0005573924
Figure 0005573924

<3−(メタ)アクリロイロオキシ‐4‐ヒドロキシテトラヒドロフランの合成>
一般式(4)で示される3‐(メタ)アクリロイロオキシ‐4‐ヒドロキシテトラヒドロフランの製造は、特にその製造ルートは限定されず、どのような製造方法を採用することも可能である。中でも原料としてエリスリトールを用いる方法は、エリスリトールが安価に工業的な量で入手することが可能であるので好ましい。この場合、エリスリトールをまずモノエステル化した後に環化するか、あるいは逆に先に環化して3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランとした後に、一方の水酸基を(メタ)アクリレート化するか、どちらの方法も任意に用いることができる。
<Synthesis of 3- (meth) acryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran>
The production route of 3- (meth) acryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran represented by the general formula (4) is not particularly limited, and any production method can be adopted. Among them, the method using erythritol as a raw material is preferable because erythritol can be obtained in an industrial amount at low cost. In this case, either erythritol is first monoesterified and then cyclized, or conversely cyclized first to 3,4-dihydroxytetrahydrofuran and then one of the hydroxyl groups is (meth) acrylated. It can be used arbitrarily.

3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランを経由する方法における次工程の(メタ)アクリレート化反応は、任意に選択することが可能である。代表的な方法としては、(メタ)アクリル酸ハライドや(メタ)アクリル酸無水物を使用して水酸基をエステル化する方法、(メタ)アクリル酸の低級アルコールのエステルを使用するエステル交換反応、(メタ)アクリル酸とエリスリタンとを脱水縮合させる直接エステル化反応、などが挙げられる。   The (meth) acrylated reaction in the next step in the method via 3,4-dihydroxytetrahydrofuran can be arbitrarily selected. Typical methods include esterifying a hydroxyl group using (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride, transesterification using an ester of a lower alcohol of (meth) acrylic acid, ( And a direct esterification reaction of dehydrating and condensing (meth) acrylic acid and erythritan.

また、一方の水酸基を(メタ)アクリレート化する方法としては、段階的にまず3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランの水酸基の1つを保護しておき水酸基を(メタ)アクリレート化した後脱保護する方法、2つの水酸基をカーボネート構造に修飾しておき、選択的に1つだけ求核的に(メタ)アクリレート基に変換し、最後に水による後処理を行う方法など、選択的にモノ(メタ)アクリレートを製造する方法は特に制限なく採用することができる。   In addition, as a method for converting one hydroxyl group to (meth) acrylate, step by step, first protecting one of the hydroxyl groups of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran and then deprotecting the hydroxyl group after (meth) acrylate conversion, A mono (meth) acrylate is selectively used, such as a method in which two hydroxyl groups are modified to a carbonate structure, and selectively one is nucleophilically converted to a (meth) acrylate group, followed by a post-treatment with water. The method for producing can be employed without any particular limitation.

以下に代表的な3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランのエステル化反応について、採用可能な反応条件を述べる。   In the following, typical reaction conditions for esterification of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran are described.

(1.エステル交換法)
エステル交換反応により3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランを(メタ)アクリレート化する場合の(メタ)アクリレート化剤として使用できる化合物は、(メタ)アクリル酸の低級アルコールエステルである。低級アルコールとしてはC1〜C4の脂肪族のアルコールが好ましく、アルコール残基の数は1から3から選ばれる。特に好ましくは、(メタ)アクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、i−プロピルエステルである。
(1. Transesterification method)
A compound that can be used as a (meth) acrylate agent in the case of (meth) acrylate-converting 3,4-dihydroxytetrahydrofuran by transesterification is a lower alcohol ester of (meth) acrylic acid. The lower alcohol is preferably a C1-C4 aliphatic alcohol, and the number of alcohol residues is selected from 1 to 3. Particularly preferred are (meth) acrylic acid methyl ester, ethyl ester, n-propyl ester and i-propyl ester.

(メタ)アクリル酸エステルの使用量は原料3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランのモル数に対して、下限が通常0.1モル等量以上、好ましくは0.2モル等量以上、さらに好ましくは0.5モル等量以上であり、上限が通常10モル等量以下、好ましくは5モル等量以下、さらに好ましくは1モル等量以下である。   The lower limit of the amount of (meth) acrylic acid ester used relative to the number of moles of the raw material 3,4-dihydroxytetrahydrofuran is usually 0.1 molar equivalents or more, preferably 0.2 molar equivalents or more, more preferably 0.8. The upper limit is usually 10 mol equivalent or less, preferably 5 mol equivalent or less, more preferably 1 mol equivalent or less.

これら(メタ)アクリル酸エステルの添加の方法に特に制限はなく、反応の仕込み時に全量3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランに添加して反応を行うことも、また反応途中に分割して添加することも、採用可能である。   There is no particular limitation on the method of adding these (meth) acrylic acid esters, and it can be added to the total amount of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran when the reaction is charged, or can be added in portions during the reaction. It can be adopted.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、ガンマブチロラクトンなどのエステル系溶媒、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが好適に用いられる。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and gamma butyrolactone, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone Are preferably used. These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は、原料である3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランの濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常80%以下、好ましくは50%以下である。   In the case of using a solvent, the amount of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a raw material is such that the lower limit is usually 0.1% or more, preferably 1% or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 80 % Or less, preferably 50% or less.

エステル交換反応は通常触媒の存在下に行う。使用可能な触媒としては、一般にエステル交換反応において使用可能とされているものは適用でき、例えば、チタンテトライソプロポキサイドなどの遷移金属化合物、ナトリウムメトキシドなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコラート、アルミニウムトリイソプロポキサイドなどのアルミニウムのアルコキサイド、水酸化リチウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシドなどのスズ化合物などが挙げられる。   The transesterification reaction is usually performed in the presence of a catalyst. As the usable catalyst, those generally usable in transesterification can be applied. For example, transition metal compounds such as titanium tetraisopropoxide, alkali metal or alkaline earth metal alcoholates such as sodium methoxide, etc. And aluminum alkoxides such as aluminum triisopropoxide, alkali metal or alkaline earth metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide, and tin compounds such as dibutyltin oxide and dioctyltin oxide.

これら触媒の使用量は、原料の3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランのモル数に対して下限が通常0.01モル%以上、好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは0.5モル%以上であり、上限が通常50モル%以下、好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下である。   The lower limit of the amount of these catalysts used is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, relative to the number of moles of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a raw material. The upper limit is usually 50 mol% or less, preferably 20 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less.

反応は、通常の攪拌装置を備えた反応器により行うのが好ましい。また、反応中発生するアルコールを留去しながら平衡を生成系に移行させながら反応を行ってもよい。この際、アルコールと試剤として使用する(メタ)アクリル酸エステルが共沸して(メタ)アクリル酸エステルが系内から除去されてしまう場合には、必要に応じて(メタ)アクリル酸エステルを逐次補充して反応を行ってもよい。   The reaction is preferably carried out in a reactor equipped with a normal stirring device. Further, the reaction may be carried out while transferring the equilibrium to the production system while distilling off the alcohol generated during the reaction. At this time, if the (meth) acrylic acid ester used as the reagent and the alcohol azeotropes and the (meth) acrylic acid ester is removed from the system, the (meth) acrylic acid ester is sequentially added as necessary. You may replenish and react.

反応温度は、十分な反応速度を得るために加温して実施するのが好ましい。具体的には、下限が通常−10℃以上、好ましくは0℃以上、上限が通常200℃以下、好ましくは150℃以下の範囲で実施される。   It is preferable to carry out the reaction with heating in order to obtain a sufficient reaction rate. Specifically, the lower limit is usually −10 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher, and the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower.

反応時間に関しては任意に選択されるが、反応の進行と共にアルコールが生成するため、所定のアルコール量が生成するまで反応を継続することが好ましい。一般的な反応時間は、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常50時間以下、好ましくは30時間以下である。   The reaction time is arbitrarily selected, but since alcohol is produced as the reaction proceeds, it is preferable to continue the reaction until a predetermined amount of alcohol is produced. In general reaction time, the lower limit is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and the upper limit is not particularly limited, but is usually 50 hours or shorter, preferably 30 hours or shorter.

(2.(メタ)アクリル酸ハライド法および(メタ)アクリル酸無水物法)
(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を(メタ)アクリル化剤として使用して3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランを(メタ)アクリレート化することができる。その場合の(メタ)アクリル酸ハライドとして使用できる化合物は、(メタ)アクリル酸のクロリド、ブロミド、アイオダイドである。
(2. (Meth) acrylic acid halide method and (meth) acrylic anhydride method)
3,4-Dihydroxytetrahydrofuran can be (meth) acrylated using (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride as a (meth) acrylating agent. The compounds that can be used as the (meth) acrylic acid halide in that case are chloride, bromide, and iodide of (meth) acrylic acid.

(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物の使用量は原料3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランのモル数に対して、下限が通常0.01モル等量以上、好ましくは0.05モル等量以上、さらに好ましくは0.1モル等量以上であり、上限が通常10モル等量以下、好ましくは5モル等量以下、さらに好ましくは1モル等量以下である。   The lower limit of the amount of (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride used is usually 0.01 mol equivalent or more, preferably 0.05 mol, relative to the number of moles of the raw material 3,4-dihydroxytetrahydrofuran. The upper limit is usually 10 mol equivalents or less, preferably 5 mol equivalents or less, more preferably 1 mol equivalents or less.

これら(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物の添加の方法であるが、これら(メタ)アクリル化試剤と塩基性物質と反応前に直接長時間接触することを避ければ、その添加の方法に特に制限はない。例えば、3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランと(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を同時に反応器に仕込み、塩基性物質を後から添加してもよいし、あるいはあらかじめ反応器に仕込んだ塩基性物質と3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフラン、あるいはその溶液に(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を滴下して反応を行ってもよいが、後者の添加法を採用することが副生物のジメタクリレート生成を抑制する上で好ましい。   It is a method of adding these (meth) acrylic acid halides or (meth) acrylic acid anhydrides, but avoiding direct contact with these (meth) acrylic reagents and basic substances for a long time before the reaction, There is no restriction | limiting in particular in the method of addition. For example, 3,4-dihydroxytetrahydrofuran and (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride may be charged into the reactor at the same time, and a basic substance may be added later, or charged into the reactor in advance. The reaction may be carried out by dropping (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic acid anhydride into the basic substance and 3,4-dihydroxytetrahydrofuran or its solution, but the latter addition method is adopted. It is preferable for suppressing the production of by-product dimethacrylate.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、ガンマブチロラクトンなどのエステル系溶媒、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが好適に用いられる。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and gamma butyrolactone, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone Are preferably used. These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は、原料である3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランの濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常80%以下、好ましくは50%以下である。   In the case of using a solvent, the amount of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a raw material is such that the lower limit is usually 0.1% or more, preferably 1% or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 80 % Or less, preferably 50% or less.

(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物による(メタ)アクリル化反応は、通常塩基性物質の存在下に行う。使用可能な塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム等の金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属の炭酸塩、リン酸一ナトリウム、リン酸カリウム等の金属のリン酸塩やリン酸水素塩、塩基性のイオン交換樹脂、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機3級アミン、ピリジン等の芳香族アミン等の使用が可能である。中でもピリジンや、トリエチルアミン、炭酸カリウムが好適に用いられる。   The (meth) acrylation reaction with (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride is usually performed in the presence of a basic substance. Usable basic substances include metal hydroxides such as sodium hydroxide and barium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, metal phosphates such as monosodium phosphate and potassium phosphate It is possible to use salts, hydrogen phosphates, basic ion exchange resins, organic tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, and aromatic amines such as pyridine. Of these, pyridine, triethylamine, and potassium carbonate are preferably used.

これら塩基性物質の使用量であるが、使用される(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物に対して、下限が通常0.1モル等量以上、好ましくは0.5モル等量以上、さらに好ましくは1モル等量以上、上限は通常10モル等量以下、好ましくは5モル等量以下、さらに好ましくは2モル等量以下用いられる。   Although it is the usage-amount of these basic substances, with respect to the (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride used, the lower limit is usually 0.1 mol equivalent or more, preferably 0.5 mol. Equal amount or more, more preferably 1 mol equivalent or more, and the upper limit is usually 10 mol equivalent or less, preferably 5 mol equivalent or less, more preferably 2 mol equivalent or less.

採用される反応温度は、下限が通常−50℃以上、好ましくは−20℃以上、上限が通常100℃以下、好ましくは70℃以下の範囲で実施される。3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランのモノ(メタ)アクリレートを製造しようとする場合には上限の温度を低く設定するのが好ましく、上限が通常50℃以下、好ましくは30℃以下の範囲で実施される。   The reaction temperature adopted is carried out in the range where the lower limit is usually −50 ° C. or higher, preferably −20 ° C. or higher, and the upper limit is usually 100 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower. In the case of producing mono (meth) acrylate of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran, the upper limit temperature is preferably set low, and the upper limit is usually 50 ° C. or lower, preferably 30 ° C. or lower.

反応時間に関しては、任意に選択されるが、一般的な反応時間試剤の滴下時間を含めては、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常20時間以下、好ましくは10時間以下である。   The reaction time is arbitrarily selected, but the lower limit is usually 10 minutes or more, preferably 30 minutes or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 20 hours or less, including the dropping time of general reaction time reagents. , Preferably 10 hours or less.

(3.直接脱水法)
(メタ)アクリル酸でエステル化する場合には、脱水縮合剤を共存させると反応が速やかに進行する。縮合剤は一般にエステル化用として知られた縮合剤であれば特に制限なく使用することが可能であるが、例えば、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、2−クロロ−1,3−ジメチルイミダゾリウムクロリド、プロパンホスホン酸無水物などが好適に用いられる。また、この際は、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンやトリエチルアミンなどの有機塩基性物質を合わせ用いてもよい。この反応で通常採用される反応温度は、下限が通常−20℃、好ましくは−10℃、上限は通常150℃、好ましくは100℃である。
(3. Direct dehydration method)
When esterifying with (meth) acrylic acid, the reaction proceeds rapidly when a dehydrating condensing agent is allowed to coexist. As the condensing agent, any condensing agent generally known for esterification can be used without particular limitation. For example, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide, 2-chloro-1,3-dimethylimidazolium chloride can be used. Propanephosphonic anhydride is preferably used. In this case, an organic basic substance such as pyridine, 4-dimethylaminopyridine or triethylamine may be used in combination. The lower limit of the reaction temperature usually employed in this reaction is usually −20 ° C., preferably −10 ° C., and the upper limit is usually 150 ° C., preferably 100 ° C.

脱水縮合剤の使用量は、基質である3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランに対して等量以上用いれば理論上十分であるが、過剰に用いても差し支えない。好ましくは、1.0モル等量以上、さらに好ましくは、1.1モル等量以上である。   The amount of the dehydrating condensing agent used is theoretically sufficient if it is used in an equivalent amount or more with respect to 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a substrate, but may be used in excess. Preferably, it is 1.0 molar equivalent or more, more preferably 1.1 molar equivalent or more.

脱水縮合剤を使用しない場合、(メタ)アクリル酸と3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランを酸の存在下、生成する水を留去しながら反応を行う。   When a dehydrating condensing agent is not used, (meth) acrylic acid and 3,4-dihydroxytetrahydrofuran are reacted in the presence of an acid while distilling off generated water.

使用される酸としては、通常のエステル化反応に用いられる酸であれば特に制限なく使用できる。例えば、硫酸や、塩酸などの無機酸、p−トルエンスルホン酸や、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸などの有機スルホン酸、酸型イオン交換樹脂、フッ素化ホウ素・エーテル錯体などのルイス酸、ランタナイドトリフレートなどの水溶性のルイス酸、などが挙げられる。これらの酸は、単独でも任意の酸を2種以上混合して用いてもよい。   Any acid can be used without particular limitation as long as it is an acid used in a normal esterification reaction. For example, inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid and camphorsulfonic acid, acid type ion exchange resins, Lewis acids such as fluorinated boron and ether complexes, lanthanides And water-soluble Lewis acids such as triflate. These acids may be used alone or in combination of two or more.

酸の使用量の下限は、3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランに対して0.001モル%以上、好ましくは0.01モル%以上、さらに好ましくは、0.1モル%以上である。一方、上限は制限がなく、10モル等量以下、好ましくは1モル等量以下である。   The minimum of the usage-amount of an acid is 0.001 mol% or more with respect to 3, 4- dihydroxytetrahydrofuran, Preferably it is 0.01 mol% or more, More preferably, it is 0.1 mol% or more. On the other hand, the upper limit is not limited and is 10 mol equivalent or less, preferably 1 mol equivalent or less.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、などのハロゲン系溶媒などが好適に用いられる。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, and the like are preferably used. These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は原料である3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランの濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常80%以下、好ましくは50%以下である。   In the case of using a solvent, the concentration of 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a raw material is such that the lower limit is usually 0.1% or more, preferably 1% or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 80% Hereinafter, it is preferably 50% or less.

反応は通常、使用する溶媒の沸点以上で行い、生成する水を留去しながら反応を行う。   The reaction is usually carried out at or above the boiling point of the solvent used, and the reaction is carried out while distilling off the produced water.

反応時間に関しては任意に選択されるが、生成する水の量を測定することにより反応の終点を認知することができる。一般的な反応時間は試剤の滴下時間を含めては、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常20時間以下、好ましくは10時間以下である。   The reaction time is arbitrarily selected, but the end point of the reaction can be recognized by measuring the amount of water produced. In general reaction time, including the dropping time of the reagent, the lower limit is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and the upper limit is not particularly limited, but is usually 20 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter.

<水酸基への保護基導入>
上記した反応により製造された一般式(4)で表される3−(メタ)アクリロイロオキシ−4−ヒドロキシテトラヒドロフランは、引き続き水酸基に上記一般式(2)や(3)で示される保護基を導入する反応に供される。この反応の際には、合成した3−(メタ)アクリロイロオキシ−4−ヒドロキシテトラヒドロフランを一旦単離精製してもよいし、(メタ)アクリレート化に引き続いて同一の反応器でそのまま保護基導入反応を行ってもよい。
<Introduction of protecting group to hydroxyl group>
The 3- (meth) acryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran represented by the general formula (4) produced by the above reaction continues to have a protecting group represented by the above general formula (2) or (3) on the hydroxyl group. It is used for the reaction to be introduced. In this reaction, the synthesized 3- (meth) acryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran may be once isolated and purified, or the protective group is directly introduced in the same reactor following the (meth) acrylate formation. A reaction may be performed.

保護基導入に用いる反応試薬に特に制限はないが、例えば、下記一般式(5)もしくは(7)のような化合物または二炭酸ジ-tert-ブチルを用いことで、水酸基に保護基を導入することができる。
There is no particular limitation on the reaction reagent used for the protective group introduction, for example, by Ru using the compounds and di -tert- butyl, such as the following general formula (5) or (7), introducing a protecting group into a hydroxyl group can do.

Figure 0005573924
Figure 0005573924

一般式(5)において、Rは炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基である。一般式(5)におけるRは一般式(2)におけるRと同義である。また、一般式(7)においてnは0〜3の整数であり、2,3−ジヒドロフラン、3,4−ジヒドロ−2H−ピランなどが挙げられる。
Oite general formula (5), R 3 is an alkyl or aryl group having 1 to 10 carbon atoms. Definitive R 3 in the general formula (5) are the same as R 3 in the general formula (2). Moreover, in General formula (7), n is an integer of 0-3, and 2, 3- dihydrofuran, 3, 4- dihydro-2H- pyran, etc. are mentioned.

これら一般式(5)もしくは(7)で示される化合物または二炭酸ジ-tert-ブチルの使用量は、基質である3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフランに対して等量以上用いれば理論上十分であるが、過剰に用いても差し支えない。好ましくは、1.0モル等量以上、さらに好ましくは、1.2モル等量以上である。
It is theoretically sufficient that the compound represented by the general formula (5) or (7) or di-tert-butyl dicarbonate is used in an equivalent amount or more with respect to 3,4-dihydroxytetrahydrofuran as a substrate. It can be used excessively. Preferably, it is 1.0 molar equivalent or more, more preferably 1.2 molar equivalent or more.

一般式(5)で示される化合物二炭酸ジ-tert-ブチルを用いる反応は、通常塩基性物質の存在下に行う。使用可能な塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム等の金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属の炭酸塩、リン酸一ナトリウム、リン酸カリウム等の金属のリン酸塩やリン酸水素塩、塩基性のイオン交換樹脂、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機3級アミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の芳香族アミン等の使用が可能である。中でもピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、炭酸カリウムが好適に用いられる。これらの塩基は、単独でもあるいは任意の塩基を複数組み合わせて用いてもかまわない。
塩基の使用量の下限は、一般式(4)で示される化合物に対して0.001モル%以上、好ましくは0.01モル%以上、さらに好ましくは、0.1モル%以上である。一方、上限は制限がなく、10モル等量以下、好ましくは1モル等量以下である。
The reaction using the compound represented by the general formula (5) or di-tert-butyl dicarbonate is usually carried out in the presence of a basic substance. Usable basic substances include metal hydroxides such as sodium hydroxide and barium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, metal phosphates such as monosodium phosphate and potassium phosphate Salts, hydrogen phosphates, basic ion exchange resins, organic tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, and aromatic amines such as pyridine and dimethylaminopyridine can be used. Of these, pyridine, dimethylaminopyridine, triethylamine, and potassium carbonate are preferably used. These bases may be used alone or in combination of a plurality of arbitrary bases.
The minimum of the usage-amount of a base is 0.001 mol% or more with respect to the compound shown by General formula (4), Preferably it is 0.01 mol% or more, More preferably, it is 0.1 mol% or more. On the other hand, the upper limit is not limited and is 10 mol equivalent or less, preferably 1 mol equivalent or less.

一方、一般式(7)を用いる反応は、酸性物質の存在下に行う。ただし、強い酸性条件では保護基が外れる逆反応が起こるため、比較的弱い酸性物質が用いられる。使用される酸としては、p−トルエンスルホン酸や、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸などの有機スルホン酸、ピリジニウム−p−トルエンスルホネートなどの有機スルホン酸と弱塩基の塩、酸型イオン交換樹脂、フッ素化ホウ素・エーテル錯体などのルイス酸、ランタナイドトリフレートなどの水溶性のルイス酸、などが挙げられる。中でも、酸性度が反応の進行に十分でかつ副反応を抑制できることから、ピリジニウム−p−トルエンスルホネートなどの有機スルホン酸と弱塩基の塩が好ましい。これらの酸は、単独でも任意の酸を2種以上混合して用いてもよい。酸の使用量の下限は、一般式(4)で示される化合物に対して0.001モル%以上、好ましくは0.01モル%以上、さらに好ましくは、0.1モル%以上である。一方、上限は10モル等量以下、好ましくは1モル等量以下である。   On the other hand, the reaction using the general formula (7) is performed in the presence of an acidic substance. However, since a reverse reaction in which the protecting group is removed occurs under strong acidic conditions, a relatively weak acidic substance is used. Examples of acids used include p-toluenesulfonic acid, organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid and camphorsulfonic acid, salts of organic sulfonic acids and weak bases such as pyridinium-p-toluenesulfonate, acid-type ion exchange resins, Examples thereof include Lewis acids such as fluorinated boron / ether complexes, and water-soluble Lewis acids such as lanthanide triflate. Of these, salts of organic sulfonic acids such as pyridinium-p-toluenesulfonate and weak bases are preferred because the acidity is sufficient for the progress of the reaction and side reactions can be suppressed. These acids may be used alone or in combination of two or more. The minimum of the usage-amount of an acid is 0.001 mol% or more with respect to the compound shown by General formula (4), Preferably it is 0.01 mol% or more, More preferably, it is 0.1 mol% or more. On the other hand, the upper limit is 10 molar equivalents or less, preferably 1 molar equivalent or less.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、などのハロゲン系溶媒などが好適に用いられる。これら溶媒は単独で用いてもよいし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもよい。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, and the like are preferably used. These solvents may be used alone or in combination with a plurality of arbitrary solvents.

溶媒を使用する場合、その量は原料である一般式(4)で示される化合物の濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常80%以下、好ましくは50%以下である。   When using a solvent, the amount of the compound represented by the general formula (4) as a raw material is such that the lower limit is usually 0.1% or more, preferably 1% or more, and the upper limit is not particularly limited. Usually, it is 80% or less, preferably 50% or less.

反応温度は、十分な反応速度を得るために加温して実施するのが好ましい。具体的には、下限が通常−10℃以上、好ましくは0℃以上、上限が通常200℃以下、好ましくは150℃以下の範囲で実施される。   It is preferable to carry out the reaction with heating in order to obtain a sufficient reaction rate. Specifically, the lower limit is usually −10 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher, and the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower.

反応時間に関しては、任意に選択されるが、一般的な反応時間試剤の滴下時間を含めては、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常20時間以下、好ましくは10時間以下である。   The reaction time is arbitrarily selected, but the lower limit is usually 10 minutes or more, preferably 30 minutes or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 20 hours or less, including the dropping time of general reaction time reagents. , Preferably 10 hours or less.

反応によって得られた一般式(1)で表される化合物の精製方法は、特に制限なく採用することができる。例えば、蒸留法、再結晶法、抽出洗浄法などである。蒸留を行う場合は、その形態は、単蒸留、精密蒸留、薄膜蒸留、分子蒸留など任意に選択することができる。   The purification method of the compound represented by the general formula (1) obtained by the reaction can be employed without any particular limitation. For example, a distillation method, a recrystallization method, an extraction cleaning method, and the like. When performing distillation, the form can be arbitrarily selected from simple distillation, precision distillation, thin film distillation, molecular distillation and the like.

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
窒素を流通させた反応器にエリスリタンモノメタクリレート(3−メタクリロイロオキシ−4−ヒドロキシテトラヒドロフラン)0.50g(2.9mmol)、二炭酸ジ−t−ブチル0.76g(3.5mmol)、トルエン2.5mlを仕込み、攪拌しながら25℃で4−ジメチルアミノピリジン35.7mg(0.292mmol)をトルエン2.5mlに溶解させた溶液をゆっくり滴下し、そのまま25℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応液を1N−塩酸5ml、次いで水5mlで2回洗浄し、トルエンを濃縮、乾燥させることで、水酸基が炭酸t−ブチル基で保護された目的物を得た。得られた目的物の構造は、マススペクトルおよび1H−NMRによって同定した。測定結果は以下のとおりである。
Example 1
In a reactor in which nitrogen was circulated, 0.50 g (2.9 mmol) of erythritan monomethacrylate (3-methacryloyloxy-4-hydroxytetrahydrofuran), 0.76 g (3.5 mmol) of di-t-butyl dicarbonate, toluene A solution prepared by dissolving 35.7 mg (0.292 mmol) of 4-dimethylaminopyridine in 2.5 ml of toluene was slowly added dropwise at 25 ° C. while stirring, and stirred at 25 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was washed twice with 5 ml of 1N hydrochloric acid and then with 5 ml of water, and toluene was concentrated and dried to obtain a target product in which the hydroxyl group was protected with a t-butyl carbonate group. The structure of the obtained target product was identified by mass spectrum and 1H-NMR. The measurement results are as follows.

GC−mass(CI法)290(M+NH4)
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)6.16(1H,s),5.61(1H,s),5.38(1H,ddd),5.22(1H,ddd),4.14(1H,dd),4.10(1H,dd),3.91(1H,dd),3.84(1H,dd),1.95(3H,s),1.47(9H,s)
GC-mass (CI method) 290 (M + NH4)
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) 6.16 (1H, s), 5.61 (1H, s), 5.38 (1H, ddd), 5.22 (1H, ddd), 4. 14 (1H, dd), 4.10 (1H, dd), 3.91 (1H, dd), 3.84 (1H, dd), 1.95 (3H, s), 1.47 (9H, s) )

(実施例2)
窒素を流通させた反応器にエリスリタンモノメタクリレート0.50g(2.9mmol)、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン0.37g(4.4mmol)、テトラヒドロフラン5mlを仕込み、25℃で攪拌させながら、ピリジニウム−p−トルエンスルホネート74.0mg(0.294mmol)を加え、そのまま25℃で9時間攪拌した。反応液に酢酸エチル15mlを加え、15mlの水で3回洗浄した。溶媒を濃縮し、得られた粗生成物をプレパラティブTLCにて精製することで、水酸基がテトラヒドロピラン基で保護された目的物(2つの異性体の混合物)を得た。得られた目的物の構造は、マススペクトルおよび1H−NMRによって同定した。測定結果は以下のとおりである。
(Example 2)
A reactor in which nitrogen was passed was charged with 0.50 g (2.9 mmol) of erythritan monomethacrylate, 0.37 g (4.4 mmol) of 3,4-dihydro-2H-pyran and 5 ml of tetrahydrofuran and stirred at 25 ° C. , 74.0 mg (0.294 mmol) of pyridinium-p-toluenesulfonate was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 9 hours. 15 ml of ethyl acetate was added to the reaction solution, and the mixture was washed 3 times with 15 ml of water. The solvent was concentrated, and the resulting crude product was purified by preparative TLC to obtain the desired product (mixture of two isomers) in which the hydroxyl group was protected with a tetrahydropyran group. The structure of the obtained target product was identified by mass spectrum and 1H-NMR. The measurement results are as follows.

GC−mass(CI法)274(M+NH4)
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)6.20,6.16(各1H,s),5.60(1H,s,br),5.34(1H,m),4.72,4.65(各1H,t),4.45(1H,m),3.46−4.13(6H,m),1.98,1.96(各3H,s),1.45−1.80(6H,m)
GC-mass (CI method) 274 (M + NH4)
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) 6.20, 6.16 (each 1H, s), 5.60 (1H, s, br), 5.34 (1H, m), 4.72, 4.65 (each 1H, t), 4.45 (1H, m), 3.46-4.13 (6H, m), 1.98, 1.96 (each 3H, s), 1.45 1.80 (6H, m)

以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う(メタ)アクリル酸エステルおよびその製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。   Although the present invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. The (meth) acrylic acid ester and the method for producing the same are also within the technical scope of the present invention, and can be changed as appropriate without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification. It should be understood as encompassed by the scope.

Claims (1)

下記一般式(1)で表される構造を有する(メタ)アクリル酸エステルの製造方法であって、
Figure 0005573924
(式(1)においてRは水素原子またはメチル基であり、Rは下記一般式(2)に示される置換基である。)
Figure 0005573924
(式(2)においてRは炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基である。)
下記一般式(4)で表される化合物と、二炭酸ジ-tert-ブチルとを塩基の存在下に反応させて製造することを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
Figure 0005573924
(式(4)においてRは水素原子またはメチル基である。)
A method for producing a (meth) acrylic acid ester having a structure represented by the following general formula (1):
Figure 0005573924
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituent represented by the following General Formula (2).)
Figure 0005573924
(In the formula (2), R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group.)
A method for producing a (meth) acrylic acid ester, which is produced by reacting a compound represented by the following general formula (4) with di-tert-butyl dicarbonate in the presence of a base.
Figure 0005573924
(R 1 in the formula (4) is a hydrogen atom or a methyl group.)
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