（メタ）アクリル酸エステルの製造方法
【課題】優れた収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを製造することができる（メタ）アクリル酸エステルの製造方法を提供する。
【解決手段】（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
で表される（メタ）アクリル酸エステル。
【解決手段】（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
で表される（メタ）アクリル酸エステル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト原料、高機能性ポリマー原料として有用な（メタ）アクリル酸エステルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、第３級アルコールエステルは、対応する第３級アルコールに酸又は酸ハライドを作用させることにより合成することができる。また、一般的な酸感応性の第３級アルコールエステルは、その酸感応性のため、トリエチルアミン等のアミン類の存在下、対応する第３級アルコールに酸ハライドを作用させて合成される。
【０００３】
しかしながら、その分岐鎖の一つに嵩高い脂環式炭化水素環等を含有する第３級アルコールエステルは、対応するアクリル酸エステルの重合物が多く生成したり、多量の塩が析出するために基質濃度を上げられないなどの問題により、対応する第３級アルコールから上記の手法を用いて効率よく合成することは困難であった。特許文献１には、トリエチルアミンの存在下、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、対応する（メタ）アクリル酸エステルを製造する方法が記載されているが、第３級アルコールとメタクリル酸ハライドとを反応させた場合に、十分に満足のいく収率で目的化合物を得られないことが問題であった。
【０００４】
特許文献２には、有機リチウム試薬又はグリニア試薬等の有機金属化合物と酸ハライドとを第３級アルコールに反応させることにより、対応する第３級アルコールエステルの収率を改善する方法が記載されている。しかしながら、特に有機金属化合物としてグリニア試薬を使用する場合は、例えば２−アダマンチル−２−ブタノールなどの、ヒドロキシル基を有する炭素原子が脂環式炭化水素環等の環以外に炭素数２以上のアルキル基を有する第３級アルコールを使用すると、十分に満足のいく収率で目的化合物を得られないことが問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４８９３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、嵩高い基等を含有する第３級アルコールエステルから、優れた収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを製造することができる（メタ）アクリル酸エステルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、有機リチウム試薬又はグリニア試薬、及び第３級アミンの存在下で、嵩高い基等を含有する第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させると、一方の反応基質である第３級アルコールが、嵩高い基等の立体障害により有機リチウム試薬又はグリニア試薬（特に、グリニア試薬）によりプロトンを引き抜くことが困難であっても、併用する第３級アミンにより他方の反応基質である（メタ）アクリル酸ハライドを活性化することができるため、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとの反応が速やかに進行して、対応する（メタ）アクリル酸エステルを高収率で製造することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記式（１）又は（２）
Ｒ1ＭｇＸ1 （１）
Ｒ1Ｌｉ （２）
（式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す）
で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、下記式（３）
【化１】
（式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す）
で表される第３級アルコールと下記式（４）
【化２】
（式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す）
で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
【化３】
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、環Ｚは前記に同じ）
で表される（メタ）アクリル酸エステルを得る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法を提供する。
【０００９】
前記（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、重合禁止剤の存在下で反応させることが好ましく、重合禁止剤としては、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）及び１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタンから選択された少なくとも１種の化合物を使用することが好ましい。
【００１０】
第３級アミンとしては、トリエチルアミンが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法によれば、有機金属化合物として有機リチウム試薬を使用しても、また、取り扱いが容易で安全にスケールアップすることができるが従来は目的化合物の収率の点で問題があったグリニア試薬等の有機マグネシウム化合物を使用しても、２−アダマンチル−２−ブタノールなどの、ヒドロキシル基を有する炭素原子が脂環式炭化水素環等の環以外に炭素数２以上のアルキル基を有する立体障害の大きい第３級アルコールと、（メタ）アクリル酸ハライドとを（特に、より立体障害が大きいメタクリル酸ハライドとも）、速やかに反応させて、８０％を超える優れた収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。そのため、本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、工業化に適している。本発明により得られる（メタ）アクリル酸エステルは、レジスト原料、高機能性ポリマー原料として有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［有機金属化合物］
本発明では、前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物を用いる。式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す。
【００１３】
Ｒ1におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-6アルキル基等を挙げることができる。これらの中でも、特に、Ｃ1-4アルキル基が好ましい。
【００１４】
Ｒ1におけるハロアルキル基としては、トリフルオロメチル、２，２，２−トリフルオロエチル基等の前記アルキル基を構成する水素原子の１又は２以上がハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子等）で置き換えられた基等を挙げることができる。
【００１５】
Ｘ1におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００１６】
式（１）で表される有機金属化合物の代表的な例として、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムクロリドなどの有機マグネシウム化合物（グリニア試薬など）が挙げられる。また、式（２）で表される有機金属化合物の代表的な例として、メチルリチウム、エチルリチウム、ブチルリチウムなどの有機リチウム化合物が挙げられる。有機マグネシウム化合物はハロゲン化銅と組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
本発明における有機金属化合物としては、なかでも、取り扱いが容易であり、安全にスケールアップすることができ工業化に適している点で、上記式（１）で表される化合物を使用することが好ましい。
【００１８】
［第３級アミン］
本発明における第３級アミンとしては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、脂環式アミン、複素環アミン等を挙げることができる。また、ヒドロキシル基やニトロ基等が含まれていてもよい。さらに、モノアミンの他、ジアミン等のポリアミンであってもよい。
【００１９】
本発明における３級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−メチル−ジエチルアミン、Ｎ−エチル−ジメチルアミン、Ｎ−エチル−ジアミルアミン等の脂肪族アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジエチルアニリン等の芳香族アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチル−シクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）、ジアザビシクロノネン（ＤＢＮ）、Ｎ−メチルピリジン、Ｎ−メチルピロリジン等の複素環アミン；テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のジアミン等を挙げることができる。
【００２０】
本発明における第３級アミンとしては、特に、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン、Ｎ−メチルモルホリン等の複素環アミンが好ましく、特にトリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミンが、目的化合物の収率をより向上させることができる点で好ましい。
【００２１】
［第３級アルコール］
本発明における第３級アルコールは、前記式（３）で表される。式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す。
【００２２】
Ｒ2における炭素数１以上のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、炭素数１〜６（特に炭素数１〜４）のアルキル基が好ましい。
【００２３】
Ｒ3における炭素数２以上のアルキル基としては、例えば、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、炭素数２〜６（特に炭素数２〜４）のアルキル基が好ましい。
【００２４】
環Ｚにおける非芳香族性環には、脂環式炭化水素環（非芳香族性炭化水素環）及び非芳香族性複素環が含まれる。脂環式炭化水素環には、単環式炭化水素環及び多環式炭化水素環［スピロ炭化水素環、環集合炭化水素環、架橋環式炭化水素環（縮合環式炭化水素環を含む）］が含まれ、非芳香族性複素環には、単環式複素環及び多環式複素環（架橋環式複素環等）が含まれる。
【００２５】
環Ｚにおける炭素数５以上の単環式炭化水素環としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン環などのＣ5-12シクロアルカン環；シクロヘキセン環などＣ5-12シクロアルケン環等を挙げることができる。スピロ炭化水素環としては、例えば、スピロ［４．４］ノナン、スピロ［４．５］デカン、スピロビシクロヘキサン環などのＣ5-16スピロ炭化水素環等を挙げることができる。環集合炭化水素環としては、例えば、ビシクロヘキサン、ビパーヒドロナフタレン環などのＣ5-12シクロアルカン環を含む環集合炭化水素環等を挙げることができる。
【００２６】
環Ｚにおける炭素数５以上の架橋環式炭化水素環としては、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環（ビシクロ［２．２．２］オクタン環、ビシクロ［３．２．１］オクタン環等）などの２環式炭化水素環；ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、トリシクロ［４．３．１．１2,5］ウンデカン環などの３環式炭化水素環；テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン、パーヒドロ−１，４−メタノ−５，８−メタノナフタレン環などの４環式炭化水素環等を挙げることができる。
【００２７】
架橋環式炭化水素環には、ジエン類の二量体の水素添加物［例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエンなどのシクロアルカジエンの二量体の水素添加物（例えば、パーヒドロ−４，７−メタノインデンなど）、ブタジエンの二量体（ビニルシクロヘキセン）やその水素添加物など］に対応する環なども含まれる。
【００２８】
また、架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン（デカリン）、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの５〜８員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
【００２９】
好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルナン、ボルナン、アダマンタン、ビシクロオクタン、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、デカリン環等が挙げられる。
【００３０】
環Ｚにおける炭素数５以上の単環式非芳香族性複素環としては、例えば、オキソラン、オキサン、オキセパン、オキソカン環などの酸素原子含有複素環；パーヒドロアゼピン環などの窒素原子含有複素環等を挙げることができる。多環式非芳香族性複素環としては架橋環式複素環等を挙げることができる。
【００３１】
また、環Ｚにおける炭素数５以上の芳香族性環には、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環が含まれる。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フェナレン環などの単環または多環の芳香族炭化水素環が挙げられる。芳香族複素環としては、例えば、フラン、チオフェン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、アクリジン、フェナジン環などの酸素原子、窒素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を１または複数個含む単環または多環の芳香族複素環が挙げられる。
【００３２】
本発明における環Ｚとしては、なかでも、多環の非芳香族性環（炭化水素環又は複素環）が好ましく、特に、アダマンタン環などの２〜４個の環を含む架橋環式環（架橋環式炭化水素環又は架橋環式複素環）が好ましい。
【００３３】
環Ｚは置換基を有していてもよい。該置換基としては、反応を損なわないものであれば特に限定されることがなく、例えば、ハロゲン原子（臭素、塩素、フッ素原子など）、アルキル基（メチル、エチル、ブチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、保護基で保護されたヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。
【００３４】
前記ヒドロキシル基の保護基としては、有機合成の分野で慣用の保護基、例えば、アルキル基（例えば、メチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、シクロアルキル基（例えば、シクロヘキシル基など）、アラルキル基（例えば、ベンジル基など）、置換メチル基（例えば、メトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、ｔ−ブトキシメチル、２−メトキシエトキシメチル基など）、置換エチル基（例えば、１−エトキシエチル、１−メチル−１−メトキシエチルなど）、アシル基（例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル基などのＣ1-6脂肪族アシル基；アセトアセチル基；ベンゾイル、ナフトイル基などの芳香族アシル基など）、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Ｃ1-4アルコキシカルボニル基など）、アラルキルオキシカルボニル基（例えば、ベンジルオキシカルボニル基、ｐ−メトキシベンジルオキシカルボニル基など）が例示できる。好ましいヒドロキシル基の保護基には、Ｃ1-4アルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アシル基、Ｃ1-4アルコキシカルボニル基などが含まれる。
【００３５】
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、シクロアルキル基、アラルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基などが挙げられる。好ましいアミノ基の保護基には、Ｃ1-4アルキル基、Ｃ1-6脂肪族アシル基、芳香族アシル基、Ｃ1-4アルコキシカルボニル基などが含まれる。
【００３６】
本発明における第３級アルコールの最も代表的な例は、２−アダマンチル−２−ブタノールである。
【００３７】
［（メタ）アクリル酸ハライド］
本発明における（メタ）アクリル酸ハライドは、前記式（４）で表される。式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す。
【００３８】
Ｘ2におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００３９】
本発明における（メタ）アクリル酸ハライドとしては、例えば、（メタ）アクリル酸クロライド、（メタ）アクリル酸ブロミド、（メタ）アクリル酸アイオダイド等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、入手が容易な点で、(メタ)アクリル酸クロライドが好ましい。
【００４０】
［（メタ）アクリル酸エステルの製造方法］
本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、前記式（３）で表される第３級アルコールと前記式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、前記式（５）で表される（メタ）アクリル酸エステルを得ることを特徴とする。
【００４１】
本発明においては、塩基として式（１）又は（２）で表される有機金属化合物と、第３級アミンを組み合わせて使用するため、第３級アミンにより（メタ）アクリル酸ハライドを活性化することができ、式（３）で表される嵩高い第３級アルコールであって、立体障害により式（１）又は（２）で表される有機金属化合物（特に、式（１）で表される有機金属化合物）によるプロトンの引き抜きが困難である第３級アルコールでも、第３級アミンにより活性化された（メタ）アクリル酸ハライドと（特に、より立体障害が大きいメタクリル酸ハライドとも）速やかに反応させることができ、高い収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。
【００４２】
前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜５モル、好ましくは１〜３モル程度である。式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量が上記範囲を上回ると、反応後のクエンチ作業において負荷が増大する傾向がある。
【００４３】
第３級アミンの使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜７モル、好ましくは３〜５モル程度である。第３級アミンの使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、第３級アミンの使用量が上記範囲を上回ると、コスト高となる傾向がある。
【００４４】
式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜５モル、好ましくは２〜４モル程度である。式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量が上記範囲を上回ると、（メタ）アクリル酸ハライド由来の重合物等の副生成物が増加する傾向がある。
【００４５】
また、本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法においては、重合禁止剤の存在下で反応を行うことが好ましい。重合禁止剤を添加することにより、反応に供する式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドや、目的生成物である（メタ）アクリル酸エステルが重合してオリゴマーを副生することを防止することができる。不純物としてのオリゴマー含有量が極めて低い（メタ）アクリル酸エステルをレジスト用ポリマーの原料として用いると、得られたポリマーを用いてレジスト膜を形成する際、均一且つ均質なレジスト膜を形成することができ、優れた感度及び解像度で微細パターンを形成することができるため、近年の基板回路の微細化に対応することができる。
【００４６】
前記重合禁止剤としては、ベンゼン環上におけるフェノール性水酸基の２つのオルト位のうち一方は無置換であり他方は炭化水素基で置換されているフェノール類を使用することができ好ましい。このような特定の構造を有するフェノール類を用いることにより、（メタ）アクリロイル基を有する原料や生成物の重合が抑制され、オリゴマーの副生を防止できる。
【００４７】
ベンゼン環上におけるフェノール性水酸基のオルト位に有する炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等のアルキル基；シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基等のアラルキル基等を挙げることができる。前記炭化水素基としては、メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、特に、ｔ−ブチル基が好ましい。
【００４８】
前記フェノール類において、フェノール性水酸基のメタ位、パラ位には置換基を有していても有していなくてもよいが、フェノール性水酸基の２つのメタ位のうち、前記置換基を有しないオルト位に隣接する位置には、置換基として炭化水素基を有しているのが好ましい。該炭化水素基としては、前記と同様の例を挙げることができるが、特にメチル基等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００４９】
前記フェノール類の好ましい例として、下記式（６）
【化４】
（式中、Ｒ5、Ｒ6は、同一又は異なって、アルキル基を示す）
で表される４−ヒドロキシ−２，５−ジアルキルフェニル基を有する化合物を挙げることができる。
【００５０】
Ｒ5、Ｒ6におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等の炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。Ｒ6としては、特に、ｔ−ブチル基が好ましく、Ｒ5としては、炭素数１〜３のアルキル基、特にメチル基が好ましい。
【００５１】
前記式（６）で表される４−ヒドロキシ−２，５−ジアルキルフェニル基を有する化合物の代表的な例として、例えば、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタン等を挙げることができる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５２】
重合禁止剤の使用量は、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば０．００１〜０．１モル、好ましくは０．００５〜０．０５モル程度である。
【００５３】
本発明において（メタ）アクリル酸エステルの製造は、有機溶媒中で行うことが好ましい。有機溶媒としては、反応に不活性な溶媒であればよく、例えば、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル（ＭＴＢＥ）、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル類；ヘプタン、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などを挙げることができる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明においては、なかでも、有機金属化合物の溶解性等に優れる点で、テトラヒドロフランとトルエン又はテトラヒドロフランとtert−ブチルメチルエーテルを組み合わせて使用することが好ましく、特に、テトラヒドロフランとトルエンを組み合わせて使用することが好ましい。
【００５４】
反応温度は、有機金属化合物や反応成分の種類などにより、例えば−１００℃〜１５０℃程度の範囲内で適宜選択できる。例えば、有機金属化合物として式（１）で表される化合物を用いる場合には、反応温度は、例えば０℃〜５０℃程度、好ましくは０℃〜２５℃程度、特に好ましくは０℃〜１５℃である。有機金属化合物として式（２）で表される化合物を用いる場合には、反応温度は、例えば−５℃〜１０℃、好ましくは−２℃〜５℃程度である。反応温度が上記範囲を外れると、収率が低下する傾向がある。
【００５５】
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。一般には、原料となる式（３）で表される第３級アルコールを含む溶液中に、式（１）又は（２）で表される有機金属化合物（又はこれを含む溶液）を逐次添加し、次いで、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライド（又はこれを含む溶液）を系内に逐次添加し、次いで第３級アミンを逐次添加する方法等により行われる。前記重合禁止剤を添加する場合は、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドを添加する前の適宜な時期に系内に添加することが好ましい。
【００５６】
反応終了後、必要ならば水、メタノール等でクエンチした後、例えば、濾過、濃縮、抽出、洗浄、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることで、目的反応生成物を得ることができる。また、重合禁止剤を添加する場合は、オリゴマーの副生を顕著に抑制できるため、例えば、反応終了後、反応生成物を水と有機溶媒を用いた抽出に付し、得られた有機層を、例えば濃縮、蒸留するだけで、目的反応生成物を得ることができる。本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法によれば、優れた収率（例えば８０％以上、好ましくは８５％以上、特に好ましくは８９％以上）で、高純度の（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。
【００５７】
こうして得られた（メタ）アクリル酸エステルは、機能性高分子のモノマーや精密化学品の中間原料など、特に、レジスト用ポリマーの原料単量体として好適に使用でき、得られるポリマーを用いてレジスト膜を形成すると、均一且つ均質なレジスト膜が得られ、所望の微細パターンを精度よく得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、生成物の収率はＨＰＬＣ分析により算出した。
【００５９】
実施例1
２−アダマンチル−２−ブタノール ２ｇ（０．００９６モル）をトルエン １５ｇに溶解し、重合禁止剤として４，４−ブチリデンビス−（６−tert−ブチル−ｍ−クレゾール）（ＢＢＭ−Ｓ）０．０３４ｇ（０．０１ｅｑ）添加し、０℃に冷却した。そこへ１．０ｍｏｌ／Ｌのエチルマグネシウムブロマイド／ＴＨＦ溶液 １８．２４ｇ（２ｅｑ）滴下し、滴下終了後、トルエン ２ｇで滴下ロート内を洗い流した。温度を５０℃まで上げて１時間保持した。その後、０℃まで冷却し、メタクリル酸クロライド ３．０１ｇ（３ｅｑ）をトルエン ５ｇに希釈した溶液を０℃付近の温度を保持しながらフラスコ内にゆっくり滴下した。
その後、トリエチルアミン ３．８９ｇ（４ｅｑ）滴下し、３０℃まで昇温し、３時間反応させて、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８１．２％）。
温度を１０℃以下まで冷却し、トルエン ２０ｇ添加後、０℃〜１０℃の範囲内で水 １６ｇを添加した。さらに１０％硫酸を用いて水層をｐＨを８付近にした。有機層と水層に分液した後、有機層に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液 １３ｇ添加し、有機層と撹拌した。その後、分液して２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８１．３％）。
【００６０】
実施例２
トリエチルアミン滴下後の反応温度を３０℃から１０℃に変更した以外は実施例１と同様にして、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８９．４３％）。
【００６１】
比較例１
２−アダマンチル−２−ブタノール ０．０１モル、トリエチルアミン ０．０１モル及びテトラヒドロフラン ４０ｍｌの混合液に、メタクリル酸クロライド ０．０１モルを約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温（２５℃）で６時間撹拌し、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：５％未満）。
【００６２】
比較例２
２−アダマンチル−２−ブタノール２ｇ（０．００９６モル）をtert−ブチルメチルエーテル（ＭＴＢＥ） １０ｇに溶解し、重合禁止剤としてＢＢＭ−Ｓ ０．０３４ｇ（０．０１ｅｑ）添加し、０℃に冷却した。そこへ０．９ｍｏｌ／Ｌのエチルマグネシウムブロマイド／ＭＴＢＥ溶液 １８．２５ｇ（２ｅｑ）滴下し、滴下終了後、ＭＴＢＥ １．７ｇで滴下ロート内を洗い流した。温度を５０℃まで上げて１時間保持した。その後、０℃まで冷却し、メタクリル酸クロライド ３．０１ｇ（３ｅｑ）をＴＨＦ １０ｇに希釈した溶液を０℃付近の温度を保持しながらフラスコ内にゆっくり滴下した。
その後、３０℃まで昇温し、１時間反応させて、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：５％未満）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト原料、高機能性ポリマー原料として有用な（メタ）アクリル酸エステルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、第３級アルコールエステルは、対応する第３級アルコールに酸又は酸ハライドを作用させることにより合成することができる。また、一般的な酸感応性の第３級アルコールエステルは、その酸感応性のため、トリエチルアミン等のアミン類の存在下、対応する第３級アルコールに酸ハライドを作用させて合成される。
【０００３】
しかしながら、その分岐鎖の一つに嵩高い脂環式炭化水素環等を含有する第３級アルコールエステルは、対応するアクリル酸エステルの重合物が多く生成したり、多量の塩が析出するために基質濃度を上げられないなどの問題により、対応する第３級アルコールから上記の手法を用いて効率よく合成することは困難であった。特許文献１には、トリエチルアミンの存在下、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、対応する（メタ）アクリル酸エステルを製造する方法が記載されているが、第３級アルコールとメタクリル酸ハライドとを反応させた場合に、十分に満足のいく収率で目的化合物を得られないことが問題であった。
【０００４】
特許文献２には、有機リチウム試薬又はグリニア試薬等の有機金属化合物と酸ハライドとを第３級アルコールに反応させることにより、対応する第３級アルコールエステルの収率を改善する方法が記載されている。しかしながら、特に有機金属化合物としてグリニア試薬を使用する場合は、例えば２−アダマンチル−２−ブタノールなどの、ヒドロキシル基を有する炭素原子が脂環式炭化水素環等の環以外に炭素数２以上のアルキル基を有する第３級アルコールを使用すると、十分に満足のいく収率で目的化合物を得られないことが問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４８９３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、嵩高い基等を含有する第３級アルコールエステルから、優れた収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを製造することができる（メタ）アクリル酸エステルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、有機リチウム試薬又はグリニア試薬、及び第３級アミンの存在下で、嵩高い基等を含有する第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させると、一方の反応基質である第３級アルコールが、嵩高い基等の立体障害により有機リチウム試薬又はグリニア試薬（特に、グリニア試薬）によりプロトンを引き抜くことが困難であっても、併用する第３級アミンにより他方の反応基質である（メタ）アクリル酸ハライドを活性化することができるため、第３級アルコールと（メタ）アクリル酸ハライドとの反応が速やかに進行して、対応する（メタ）アクリル酸エステルを高収率で製造することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記式（１）又は（２）
Ｒ1ＭｇＸ1 （１）
Ｒ1Ｌｉ （２）
（式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す）
で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、下記式（３）
【化１】
（式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す）
で表される第３級アルコールと下記式（４）
【化２】
（式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す）
で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
【化３】
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、環Ｚは前記に同じ）
で表される（メタ）アクリル酸エステルを得る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法を提供する。
【０００９】
前記（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、重合禁止剤の存在下で反応させることが好ましく、重合禁止剤としては、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）及び１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタンから選択された少なくとも１種の化合物を使用することが好ましい。
【００１０】
第３級アミンとしては、トリエチルアミンが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法によれば、有機金属化合物として有機リチウム試薬を使用しても、また、取り扱いが容易で安全にスケールアップすることができるが従来は目的化合物の収率の点で問題があったグリニア試薬等の有機マグネシウム化合物を使用しても、２−アダマンチル−２−ブタノールなどの、ヒドロキシル基を有する炭素原子が脂環式炭化水素環等の環以外に炭素数２以上のアルキル基を有する立体障害の大きい第３級アルコールと、（メタ）アクリル酸ハライドとを（特に、より立体障害が大きいメタクリル酸ハライドとも）、速やかに反応させて、８０％を超える優れた収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。そのため、本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、工業化に適している。本発明により得られる（メタ）アクリル酸エステルは、レジスト原料、高機能性ポリマー原料として有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［有機金属化合物］
本発明では、前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物を用いる。式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す。
【００１３】
Ｒ1におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-6アルキル基等を挙げることができる。これらの中でも、特に、Ｃ1-4アルキル基が好ましい。
【００１４】
Ｒ1におけるハロアルキル基としては、トリフルオロメチル、２，２，２−トリフルオロエチル基等の前記アルキル基を構成する水素原子の１又は２以上がハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子等）で置き換えられた基等を挙げることができる。
【００１５】
Ｘ1におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００１６】
式（１）で表される有機金属化合物の代表的な例として、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムクロリドなどの有機マグネシウム化合物（グリニア試薬など）が挙げられる。また、式（２）で表される有機金属化合物の代表的な例として、メチルリチウム、エチルリチウム、ブチルリチウムなどの有機リチウム化合物が挙げられる。有機マグネシウム化合物はハロゲン化銅と組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
本発明における有機金属化合物としては、なかでも、取り扱いが容易であり、安全にスケールアップすることができ工業化に適している点で、上記式（１）で表される化合物を使用することが好ましい。
【００１８】
［第３級アミン］
本発明における第３級アミンとしては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、脂環式アミン、複素環アミン等を挙げることができる。また、ヒドロキシル基やニトロ基等が含まれていてもよい。さらに、モノアミンの他、ジアミン等のポリアミンであってもよい。
【００１９】
本発明における３級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−メチル−ジエチルアミン、Ｎ−エチル−ジメチルアミン、Ｎ−エチル−ジアミルアミン等の脂肪族アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジエチルアニリン等の芳香族アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチル−シクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）、ジアザビシクロノネン（ＤＢＮ）、Ｎ−メチルピリジン、Ｎ−メチルピロリジン等の複素環アミン；テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のジアミン等を挙げることができる。
【００２０】
本発明における第３級アミンとしては、特に、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン、Ｎ−メチルモルホリン等の複素環アミンが好ましく、特にトリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミンが、目的化合物の収率をより向上させることができる点で好ましい。
【００２１】
［第３級アルコール］
本発明における第３級アルコールは、前記式（３）で表される。式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す。
【００２２】
Ｒ2における炭素数１以上のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、炭素数１〜６（特に炭素数１〜４）のアルキル基が好ましい。
【００２３】
Ｒ3における炭素数２以上のアルキル基としては、例えば、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、炭素数２〜６（特に炭素数２〜４）のアルキル基が好ましい。
【００２４】
環Ｚにおける非芳香族性環には、脂環式炭化水素環（非芳香族性炭化水素環）及び非芳香族性複素環が含まれる。脂環式炭化水素環には、単環式炭化水素環及び多環式炭化水素環［スピロ炭化水素環、環集合炭化水素環、架橋環式炭化水素環（縮合環式炭化水素環を含む）］が含まれ、非芳香族性複素環には、単環式複素環及び多環式複素環（架橋環式複素環等）が含まれる。
【００２５】
環Ｚにおける炭素数５以上の単環式炭化水素環としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン環などのＣ5-12シクロアルカン環；シクロヘキセン環などＣ5-12シクロアルケン環等を挙げることができる。スピロ炭化水素環としては、例えば、スピロ［４．４］ノナン、スピロ［４．５］デカン、スピロビシクロヘキサン環などのＣ5-16スピロ炭化水素環等を挙げることができる。環集合炭化水素環としては、例えば、ビシクロヘキサン、ビパーヒドロナフタレン環などのＣ5-12シクロアルカン環を含む環集合炭化水素環等を挙げることができる。
【００２６】
環Ｚにおける炭素数５以上の架橋環式炭化水素環としては、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環（ビシクロ［２．２．２］オクタン環、ビシクロ［３．２．１］オクタン環等）などの２環式炭化水素環；ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、トリシクロ［４．３．１．１2,5］ウンデカン環などの３環式炭化水素環；テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン、パーヒドロ−１，４−メタノ−５，８−メタノナフタレン環などの４環式炭化水素環等を挙げることができる。
【００２７】
架橋環式炭化水素環には、ジエン類の二量体の水素添加物［例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエンなどのシクロアルカジエンの二量体の水素添加物（例えば、パーヒドロ−４，７−メタノインデンなど）、ブタジエンの二量体（ビニルシクロヘキセン）やその水素添加物など］に対応する環なども含まれる。
【００２８】
また、架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン（デカリン）、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの５〜８員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
【００２９】
好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルナン、ボルナン、アダマンタン、ビシクロオクタン、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン、デカリン環等が挙げられる。
【００３０】
環Ｚにおける炭素数５以上の単環式非芳香族性複素環としては、例えば、オキソラン、オキサン、オキセパン、オキソカン環などの酸素原子含有複素環；パーヒドロアゼピン環などの窒素原子含有複素環等を挙げることができる。多環式非芳香族性複素環としては架橋環式複素環等を挙げることができる。
【００３１】
また、環Ｚにおける炭素数５以上の芳香族性環には、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環が含まれる。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フェナレン環などの単環または多環の芳香族炭化水素環が挙げられる。芳香族複素環としては、例えば、フラン、チオフェン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、アクリジン、フェナジン環などの酸素原子、窒素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を１または複数個含む単環または多環の芳香族複素環が挙げられる。
【００３２】
本発明における環Ｚとしては、なかでも、多環の非芳香族性環（炭化水素環又は複素環）が好ましく、特に、アダマンタン環などの２〜４個の環を含む架橋環式環（架橋環式炭化水素環又は架橋環式複素環）が好ましい。
【００３３】
環Ｚは置換基を有していてもよい。該置換基としては、反応を損なわないものであれば特に限定されることがなく、例えば、ハロゲン原子（臭素、塩素、フッ素原子など）、アルキル基（メチル、エチル、ブチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、保護基で保護されたヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。
【００３４】
前記ヒドロキシル基の保護基としては、有機合成の分野で慣用の保護基、例えば、アルキル基（例えば、メチル、ｔ−ブチル基などのＣ1-4アルキル基など）、シクロアルキル基（例えば、シクロヘキシル基など）、アラルキル基（例えば、ベンジル基など）、置換メチル基（例えば、メトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、ｔ−ブトキシメチル、２−メトキシエトキシメチル基など）、置換エチル基（例えば、１−エトキシエチル、１−メチル−１−メトキシエチルなど）、アシル基（例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル基などのＣ1-6脂肪族アシル基；アセトアセチル基；ベンゾイル、ナフトイル基などの芳香族アシル基など）、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Ｃ1-4アルコキシカルボニル基など）、アラルキルオキシカルボニル基（例えば、ベンジルオキシカルボニル基、ｐ−メトキシベンジルオキシカルボニル基など）が例示できる。好ましいヒドロキシル基の保護基には、Ｃ1-4アルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アシル基、Ｃ1-4アルコキシカルボニル基などが含まれる。
【００３５】
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、シクロアルキル基、アラルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基などが挙げられる。好ましいアミノ基の保護基には、Ｃ1-4アルキル基、Ｃ1-6脂肪族アシル基、芳香族アシル基、Ｃ1-4アルコキシカルボニル基などが含まれる。
【００３６】
本発明における第３級アルコールの最も代表的な例は、２−アダマンチル−２−ブタノールである。
【００３７】
［（メタ）アクリル酸ハライド］
本発明における（メタ）アクリル酸ハライドは、前記式（４）で表される。式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す。
【００３８】
Ｘ2におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００３９】
本発明における（メタ）アクリル酸ハライドとしては、例えば、（メタ）アクリル酸クロライド、（メタ）アクリル酸ブロミド、（メタ）アクリル酸アイオダイド等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、入手が容易な点で、(メタ)アクリル酸クロライドが好ましい。
【００４０】
［（メタ）アクリル酸エステルの製造方法］
本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法は、前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、前記式（３）で表される第３級アルコールと前記式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、前記式（５）で表される（メタ）アクリル酸エステルを得ることを特徴とする。
【００４１】
本発明においては、塩基として式（１）又は（２）で表される有機金属化合物と、第３級アミンを組み合わせて使用するため、第３級アミンにより（メタ）アクリル酸ハライドを活性化することができ、式（３）で表される嵩高い第３級アルコールであって、立体障害により式（１）又は（２）で表される有機金属化合物（特に、式（１）で表される有機金属化合物）によるプロトンの引き抜きが困難である第３級アルコールでも、第３級アミンにより活性化された（メタ）アクリル酸ハライドと（特に、より立体障害が大きいメタクリル酸ハライドとも）速やかに反応させることができ、高い収率で目的とする（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。
【００４２】
前記式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜５モル、好ましくは１〜３モル程度である。式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、式（１）又は（２）で表される有機金属化合物の使用量が上記範囲を上回ると、反応後のクエンチ作業において負荷が増大する傾向がある。
【００４３】
第３級アミンの使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜７モル、好ましくは３〜５モル程度である。第３級アミンの使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、第３級アミンの使用量が上記範囲を上回ると、コスト高となる傾向がある。
【００４４】
式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量としては、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば１〜５モル、好ましくは２〜４モル程度である。式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量が上記範囲を下回ると、（メタ）アクリル酸エステルの収率が低下する傾向があり、一方、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドの使用量が上記範囲を上回ると、（メタ）アクリル酸ハライド由来の重合物等の副生成物が増加する傾向がある。
【００４５】
また、本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法においては、重合禁止剤の存在下で反応を行うことが好ましい。重合禁止剤を添加することにより、反応に供する式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドや、目的生成物である（メタ）アクリル酸エステルが重合してオリゴマーを副生することを防止することができる。不純物としてのオリゴマー含有量が極めて低い（メタ）アクリル酸エステルをレジスト用ポリマーの原料として用いると、得られたポリマーを用いてレジスト膜を形成する際、均一且つ均質なレジスト膜を形成することができ、優れた感度及び解像度で微細パターンを形成することができるため、近年の基板回路の微細化に対応することができる。
【００４６】
前記重合禁止剤としては、ベンゼン環上におけるフェノール性水酸基の２つのオルト位のうち一方は無置換であり他方は炭化水素基で置換されているフェノール類を使用することができ好ましい。このような特定の構造を有するフェノール類を用いることにより、（メタ）アクリロイル基を有する原料や生成物の重合が抑制され、オリゴマーの副生を防止できる。
【００４７】
ベンゼン環上におけるフェノール性水酸基のオルト位に有する炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等のアルキル基；シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基等のアラルキル基等を挙げることができる。前記炭化水素基としては、メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、特に、ｔ−ブチル基が好ましい。
【００４８】
前記フェノール類において、フェノール性水酸基のメタ位、パラ位には置換基を有していても有していなくてもよいが、フェノール性水酸基の２つのメタ位のうち、前記置換基を有しないオルト位に隣接する位置には、置換基として炭化水素基を有しているのが好ましい。該炭化水素基としては、前記と同様の例を挙げることができるが、特にメチル基等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００４９】
前記フェノール類の好ましい例として、下記式（６）
【化４】
（式中、Ｒ5、Ｒ6は、同一又は異なって、アルキル基を示す）
で表される４−ヒドロキシ−２，５−ジアルキルフェニル基を有する化合物を挙げることができる。
【００５０】
Ｒ5、Ｒ6におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等の炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。Ｒ6としては、特に、ｔ−ブチル基が好ましく、Ｒ5としては、炭素数１〜３のアルキル基、特にメチル基が好ましい。
【００５１】
前記式（６）で表される４−ヒドロキシ−２，５−ジアルキルフェニル基を有する化合物の代表的な例として、例えば、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタン等を挙げることができる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５２】
重合禁止剤の使用量は、原料として用いる第３級アルコール１モルに対して、例えば０．００１〜０．１モル、好ましくは０．００５〜０．０５モル程度である。
【００５３】
本発明において（メタ）アクリル酸エステルの製造は、有機溶媒中で行うことが好ましい。有機溶媒としては、反応に不活性な溶媒であればよく、例えば、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル（ＭＴＢＥ）、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル類；ヘプタン、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などを挙げることができる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明においては、なかでも、有機金属化合物の溶解性等に優れる点で、テトラヒドロフランとトルエン又はテトラヒドロフランとtert−ブチルメチルエーテルを組み合わせて使用することが好ましく、特に、テトラヒドロフランとトルエンを組み合わせて使用することが好ましい。
【００５４】
反応温度は、有機金属化合物や反応成分の種類などにより、例えば−１００℃〜１５０℃程度の範囲内で適宜選択できる。例えば、有機金属化合物として式（１）で表される化合物を用いる場合には、反応温度は、例えば０℃〜５０℃程度、好ましくは０℃〜２５℃程度、特に好ましくは０℃〜１５℃である。有機金属化合物として式（２）で表される化合物を用いる場合には、反応温度は、例えば−５℃〜１０℃、好ましくは−２℃〜５℃程度である。反応温度が上記範囲を外れると、収率が低下する傾向がある。
【００５５】
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。一般には、原料となる式（３）で表される第３級アルコールを含む溶液中に、式（１）又は（２）で表される有機金属化合物（又はこれを含む溶液）を逐次添加し、次いで、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライド（又はこれを含む溶液）を系内に逐次添加し、次いで第３級アミンを逐次添加する方法等により行われる。前記重合禁止剤を添加する場合は、式（４）で表される（メタ）アクリル酸ハライドを添加する前の適宜な時期に系内に添加することが好ましい。
【００５６】
反応終了後、必要ならば水、メタノール等でクエンチした後、例えば、濾過、濃縮、抽出、洗浄、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることで、目的反応生成物を得ることができる。また、重合禁止剤を添加する場合は、オリゴマーの副生を顕著に抑制できるため、例えば、反応終了後、反応生成物を水と有機溶媒を用いた抽出に付し、得られた有機層を、例えば濃縮、蒸留するだけで、目的反応生成物を得ることができる。本発明に係る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法によれば、優れた収率（例えば８０％以上、好ましくは８５％以上、特に好ましくは８９％以上）で、高純度の（メタ）アクリル酸エステルを得ることができる。
【００５７】
こうして得られた（メタ）アクリル酸エステルは、機能性高分子のモノマーや精密化学品の中間原料など、特に、レジスト用ポリマーの原料単量体として好適に使用でき、得られるポリマーを用いてレジスト膜を形成すると、均一且つ均質なレジスト膜が得られ、所望の微細パターンを精度よく得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、生成物の収率はＨＰＬＣ分析により算出した。
【００５９】
実施例1
２−アダマンチル−２−ブタノール ２ｇ（０．００９６モル）をトルエン １５ｇに溶解し、重合禁止剤として４，４−ブチリデンビス−（６−tert−ブチル−ｍ−クレゾール）（ＢＢＭ−Ｓ）０．０３４ｇ（０．０１ｅｑ）添加し、０℃に冷却した。そこへ１．０ｍｏｌ／Ｌのエチルマグネシウムブロマイド／ＴＨＦ溶液 １８．２４ｇ（２ｅｑ）滴下し、滴下終了後、トルエン ２ｇで滴下ロート内を洗い流した。温度を５０℃まで上げて１時間保持した。その後、０℃まで冷却し、メタクリル酸クロライド ３．０１ｇ（３ｅｑ）をトルエン ５ｇに希釈した溶液を０℃付近の温度を保持しながらフラスコ内にゆっくり滴下した。
その後、トリエチルアミン ３．８９ｇ（４ｅｑ）滴下し、３０℃まで昇温し、３時間反応させて、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８１．２％）。
温度を１０℃以下まで冷却し、トルエン ２０ｇ添加後、０℃〜１０℃の範囲内で水 １６ｇを添加した。さらに１０％硫酸を用いて水層をｐＨを８付近にした。有機層と水層に分液した後、有機層に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液 １３ｇ添加し、有機層と撹拌した。その後、分液して２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８１．３％）。
【００６０】
実施例２
トリエチルアミン滴下後の反応温度を３０℃から１０℃に変更した以外は実施例１と同様にして、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：８９．４３％）。
【００６１】
比較例１
２−アダマンチル−２−ブタノール ０．０１モル、トリエチルアミン ０．０１モル及びテトラヒドロフラン ４０ｍｌの混合液に、メタクリル酸クロライド ０．０１モルを約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温（２５℃）で６時間撹拌し、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：５％未満）。
【００６２】
比較例２
２−アダマンチル−２−ブタノール２ｇ（０．００９６モル）をtert−ブチルメチルエーテル（ＭＴＢＥ） １０ｇに溶解し、重合禁止剤としてＢＢＭ−Ｓ ０．０３４ｇ（０．０１ｅｑ）添加し、０℃に冷却した。そこへ０．９ｍｏｌ／Ｌのエチルマグネシウムブロマイド／ＭＴＢＥ溶液 １８．２５ｇ（２ｅｑ）滴下し、滴下終了後、ＭＴＢＥ １．７ｇで滴下ロート内を洗い流した。温度を５０℃まで上げて１時間保持した。その後、０℃まで冷却し、メタクリル酸クロライド ３．０１ｇ（３ｅｑ）をＴＨＦ １０ｇに希釈した溶液を０℃付近の温度を保持しながらフラスコ内にゆっくり滴下した。
その後、３０℃まで昇温し、１時間反応させて、２−アダマンチル−２−メタクリロイルオキシブタンを得た（収率：５％未満）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）又は（２）
Ｒ1ＭｇＸ1 （１）
Ｒ1Ｌｉ （２）
（式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す）
で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、下記式（３）
【化１】
（式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す）
で表される第３級アルコールと下記式（４）
【化２】
（式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す）
で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
【化３】
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、環Ｚは前記に同じ）
で表される（メタ）アクリル酸エステルを得る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項２】
重合禁止剤の存在下で反応させる請求項１に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項３】
重合禁止剤が、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）及び１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタンから選択された少なくとも１種の化合物である請求項２に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項４】
第３級アミンがトリエチルアミンである請求項１〜３の何れかの項に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項１】
下記式（１）又は（２）
Ｒ1ＭｇＸ1 （１）
Ｒ1Ｌｉ （２）
（式中、Ｒ1はアルキル基又はハロアルキル基を示し、Ｘ1はハロゲン原子を示す）
で表される有機金属化合物及び第３級アミンの存在下、下記式（３）
【化１】
（式中、Ｒ2は炭素数１以上のアルキル基、Ｒ3は炭素数２以上のアルキル基、環Ｚは炭素数５以上の単環若しくは多環の非芳香族性又は芳香族性環を示す）
で表される第３級アルコールと下記式（４）
【化２】
（式中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｘ2はハロゲン原子を示す）
で表される（メタ）アクリル酸ハライドとを反応させて、下記式（５）
【化３】
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、環Ｚは前記に同じ）
で表される（メタ）アクリル酸エステルを得る（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項２】
重合禁止剤の存在下で反応させる請求項１に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項３】
重合禁止剤が、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４′−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）及び１，１，３−トリス（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）ブタンから選択された少なくとも１種の化合物である請求項２に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【請求項４】
第３級アミンがトリエチルアミンである請求項１〜３の何れかの項に記載の（メタ）アクリル酸エステルの製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２２５４５６（Ｐ２０１１−２２５４５６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３９８７（Ｐ２０１０−９３９８７）
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（０００００２９０１）ダイセル化学工業株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（０００００２９０１）ダイセル化学工業株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
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