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JP2009292751A - Method for producing 5-oxo-4-oxatricyclo[4.2.1.03,7]nonan-2-yl (meth)acrylate - Google Patents

Method for producing 5-oxo-4-oxatricyclo[4.2.1.03,7]nonan-2-yl (meth)acrylate Download PDF

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JP2009292751A
JP2009292751A JP2008146418A JP2008146418A JP2009292751A JP 2009292751 A JP2009292751 A JP 2009292751A JP 2008146418 A JP2008146418 A JP 2008146418A JP 2008146418 A JP2008146418 A JP 2008146418A JP 2009292751 A JP2009292751 A JP 2009292751A
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oxatricyclo
nonan
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acrylic acid
oxo
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JP2008146418A
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Japanese (ja)
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Tomoki Harada
知樹 原田
Akira Miyata
暁 宮田
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Toray Fine Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Toray Fine Chemicals Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To industrially produce 5-oxo-4-oxatricyclo[4.2.1.0<SP>3,7</SP>]nonan-2-yl ester having a low impurity content and a low metal content in a high yield. <P>SOLUTION: The method for producing 5-oxo-4-oxatricyclo[4.2.1.0<SP>3,7</SP>]nonan-2-yl (meth)acrylate comprises reacting 2-hydroxy-4-oxatricyclo[4.2.1.0<SP>3,7</SP>]nonan-5-one with (meth)acrylic acid or its derivative and crystallizing the obtained reaction product using a mixed solvent of a carbonyl compound and an aliphatic hydrocarbon. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造法に関する。本発明により得られる(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルは、レジスト用樹脂の原料モノマーとして有用である。 The present invention relates to a process for producing (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester. The (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester obtained by the present invention is useful as a raw material monomer for a resist resin.

従来、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造法として、(1)2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンをテトラヒドロフランに溶解し、N,N−ジメチルアニリンの存在下でアクリル酸クロライドと反応させた後、反応液を洗浄し、溶媒を留去し、次いでジイソプロピルエーテルを用いて再結晶する方法(特許文献1参照)、(2)2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンをトルエンに溶解し、硫酸の存在下でメタクリル酸と加熱反応させた反応液をアルカリで中和し、次いで吸着処理を行った後、濾液を濃縮し、濃縮液にジイソプロピルエーテルを加えて再結晶する方法(特許文献2参照)、(3)2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンをトルエンに溶解し、硫酸の存在下でメタクリル酸と加熱反応させた反応液を2.9%アンモニア水と酢酸エチルで中和、抽出した有機層から濃縮晶析により得られる粗結晶を酢酸エチルとジイソプロピルエーテルの混合溶媒にて再結晶する方法(特許文献3)、(4)2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンをトルエンに溶解し、硫酸の存在下でメタクリル酸と加熱反応させた反応液を2.9%アンモニア水と酢酸ブチルで中和、抽出した有機層をイオン交換水を用いて洗浄した後、酢酸ブチルで溶媒置換を実施後、再結晶する方法(特許文献4)などが知られている。 Conventionally, as a method for producing (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester, (1) 2-hydroxy-4-oxatri Cyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one is dissolved in tetrahydrofuran and reacted with acrylic acid chloride in the presence of N, N-dimethylaniline, and then the reaction solution is washed with a solvent. And then recrystallizing with diisopropyl ether (see Patent Document 1), (2) 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5 The reaction mixture obtained by dissolving ON in toluene and heating with methacrylic acid in the presence of sulfuric acid is neutralized with alkali, and then adsorbed. Then, the filtrate is concentrated, and diisopropyl ether is added to the concentrate to re-activate. Crystallizer (See Patent Document 2), (3) 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7] nonan-5-one was dissolved in toluene, and methacrylic acid in the presence of sulfuric acid A method of neutralizing the heated reaction solution with 2.9% aqueous ammonia and ethyl acetate and recrystallizing crude crystals obtained by concentration and crystallization from the extracted organic layer in a mixed solvent of ethyl acetate and diisopropyl ether (patent References 3), (4) 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one is dissolved in toluene and heated with methacrylic acid in the presence of sulfuric acid. The reaction solution was neutralized with 2.9% ammonia water and butyl acetate, and the extracted organic layer was washed with ion-exchanged water, and after solvent replacement with butyl acetate, recrystallization was performed (Patent Document 4). Etc. are known.

(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルは、レジスト用樹脂の原料モノマーとして有用であることは知られおり、その性能を十分に発揮させるため、具体的には、金属不純物類、ハロゲン類、原料や生成物に起因するオリゴマー類等の重合物を含む有機不純物の低減等が挙げられており、その中でも基板回路の微細化進展に伴ってオリゴマー類等の重合物を含む有機不純物の低減化が要望されている。しかし、上記方法の(1)および(2)および(3)および(4)では、得られる(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの純度が99.0%とレジスト用樹脂の原料モノマー用として要求されている品質を十分に満足するものではない。また、その晶析時の冷却温度についても、−20〜10℃であり、冷却するに際し特別な冷却装置が必要となり工業的製法として不利である。
特開2000−026446号公報 特開2001−192355号公報 特開2005−255583号公報 特開2005−255586号公報
(Meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester is known to be useful as a raw material monomer for resist resins, In order to make full use of its performance, specific examples include reduction of organic impurities including polymers such as metal impurities, halogens, oligomers derived from raw materials and products, among them, substrates. With the progress of circuit miniaturization, reduction of organic impurities including polymers such as oligomers has been demanded. However, in the above methods (1) and (2) and (3) and (4), the resulting (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] The purity of nonan-2-yl ester is 99.0%, which does not sufficiently satisfy the quality required for the raw material monomer of the resist resin. Also, the cooling temperature at the time of crystallization is −20 to 10 ° C., and a special cooling device is required for cooling, which is disadvantageous as an industrial production method.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-026446 JP 2001-192355 A JP 2005-255583 A JP 2005-255586 A

本発明の目的は、不純物含有量と金属含有量の少ない(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルを収率良く工業的に製造することにある。 The object of the present invention is to yield (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester with low impurity content and low metal content. It is to be manufactured industrially well.

本発明は、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸またはその誘導体とを反応させて得られる反応生成物を、カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒を用いて晶析する(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造方法である。 The present invention relates to a reaction product obtained by reacting 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof. Is crystallized using a mixed solvent of a carbonyl compound and an aliphatic hydrocarbon (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl It is a manufacturing method of ester.

本発明の製造方法によれば、不純物含有量と金属含有量の少ない(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルを、収率良く、工業的に製造することができる。 According to the production method of the present invention, (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester with low impurity content and low metal content Can be industrially produced with good yield.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の製造方法で得られる(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルは、下記の一般式(I) (Meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester obtained by the production method of the present invention has the following general formula (I):

Figure 2009292751
Figure 2009292751

(式中、Rは、水素原子またはメチル基を表す)
で示される。
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group)
Indicated by

本発明の製造方法では、原料となる2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンは、例えば、シクロペンタジエンとアクリル酸とのディールス−アルダー反応で得られる生成物を、ギ酸、過酸化水素水で酸化することにより得ることができる[ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティ(J.Chem.Soc.)、221〜226頁(1959年)参照]。 In the production method of the present invention, 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one as a raw material is, for example, a Diels-Alder of cyclopentadiene and acrylic acid. The product obtained by the reaction can be obtained by oxidizing with formic acid and hydrogen peroxide (see J. Chem. Soc., Pages 221-226 (1959)).

本発明の製造方法では、(メタ)アクリル酸またはその誘導体を使用する。(メタ)アクリル酸の誘導体としては、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンの水酸基との反応が可能な誘導体である。(メタ)アクリル酸の誘導体は、通例、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンの水酸基と反応してエステルを生成する。(メタ)アクリル酸の誘導体は、例えば、(メタ)アクリル酸クロリド、(メタ)アクリル酸ブロミドなどの(メタ)アクリル酸ハライド;無水(メタ)アクリル酸などの酸無水物;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ビニル、(メタ)アクリル酸2−プロペニルなどの(メタ)アクリル酸のアルキルエステルまたはアルケニルエステルなどが挙げられ、好ましくは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸クロリド、無水(メタ)アクリル酸である。 In the production method of the present invention, (meth) acrylic acid or a derivative thereof is used. The derivative of (meth) acrylic acid is a derivative capable of reacting with the hydroxyl group of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one. Derivatives of (meth) acrylic acid typically react with the hydroxyl group of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one to form an ester. Derivatives of (meth) acrylic acid include, for example, (meth) acrylic acid halides such as (meth) acrylic acid chloride and (meth) acrylic acid bromide; acid anhydrides such as anhydrous (meth) acrylic acid; (meth) acrylic acid Examples thereof include alkyl esters or alkenyl esters of (meth) acrylic acid such as methyl, ethyl (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate, and 2-propenyl (meth) acrylate, preferably (meth) acrylic acid. (Meth) acrylic acid chloride and anhydrous (meth) acrylic acid.

2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと(メタ)アクリル酸とのエステル化反応について説明する。 An esterification reaction between 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one and (meth) acrylic acid will be described.

(メタ)アクリル酸の使用量は、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン 1モルに対して、等モル以上が好ましく、1. 2モル以上であるのがより好ましい。 The amount of (meth) acrylic acid used is preferably equimolar or more with respect to 1 mol of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one. More preferably, it is 2 moles or more.

2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸またはその誘導体との反応は、通常、反応に不活性な溶媒中で行われる。前記溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロプロパン、クロロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフランなどのエーテル;及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。溶媒としては、副生する水と共沸し且つ水と分液可能な溶媒(共沸脱水可能な溶媒)、例えば、トルエンなどが好ましい。 The reaction of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof is usually in a solvent inert to the reaction. Done in Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, octane, and decane; methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloropropane, chlorobenzene, And halogenated hydrocarbons such as trifluoromethylbenzene; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, anisole and tetrahydrofuran; and mixed solvents thereof. As the solvent, a solvent that is azeotropic with the by-product water and can be separated from water (solvent capable of azeotropic dehydration), for example, toluene is preferable.

溶媒の使用量は、反応の効率、操作性、経済性などを考慮すれば、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンに対して、1〜20倍重量の範囲であるのが好ましい。溶媒が共沸により留出する場合、その留出分の溶媒を系内に随時加えるか、反応当初より、共沸脱水するに必要な量を超えて過剰量の溶媒が仕込まれている場合には、反応終了までに溶媒は加えなくてもよい。また、共沸により留出した溶媒は、水と分離した後に反応系内に戻すことができる。 The amount of the solvent used is based on 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one in consideration of reaction efficiency, operability, economy and the like. 1 to 20 times the weight is preferable. When the solvent is distilled azeotropically, the solvent of the distilled water is added to the system as needed, or when an excessive amount of solvent is charged beyond the amount necessary for azeotropic dehydration from the beginning of the reaction. The solvent may not be added until the end of the reaction. The solvent distilled by azeotropic distillation can be returned to the reaction system after being separated from water.

2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸またはその誘導体との反応は、触媒の存在下に行うのが好ましい。触媒としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ヘテロポリ酸(例えば、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブデン酸など) などの無機酸;ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、カンファスルホン酸などのスルホン酸;アンバーリスト15(東京有機化学工業株式会社製)、アンバーライトIR−118(東京有機化学工業株式会社製) などの酸型イオン交換樹脂;フッ化ホウ素ジエチルエーテラートなどのルイス酸などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上の組み合わせで使用される。エステル化触媒の使用量は、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン に対して0.001〜100モル%の範囲であるのが好ましく、反応の効率を考慮すれば、0.1〜20モル%の範囲であるのがより好ましい。 The reaction of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof is preferably performed in the presence of a catalyst. . Examples of the catalyst include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and heteropolyacid (for example, silicotungstic acid, silicomolybdic acid, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, etc.); benzenesulfonic acid, p-toluenesulfone Sulfonic acids such as acid, naphthalene sulfonic acid, methane sulfonic acid, trifluoromethane sulfonic acid, ethane sulfonic acid, camphor sulfonic acid; Amberlyst 15 (manufactured by Tokyo Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Amberlite IR-118 (Tokyo Organic Chemical Industry) Acid-type ion exchange resins such as those manufactured by Co., Ltd .; Lewis acids such as boron fluoride diethyl etherate. These are used alone or in combination of two or more. The amount of the esterification catalyst used is in the range of 0.001 to 100 mol% with respect to 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one. In consideration of the efficiency of the reaction, it is more preferably in the range of 0.1 to 20 mol%.

反応温度は、20〜130℃の範囲であるのが好ましく、50〜120℃の範囲であるのがより好ましい。反応温度が20℃ 未満である場合には、反応の進行が極めて遅くなり、滞留時間が長くなるため、反応効率が悪くなる傾向にあり、また反応温度が130℃を超える場合には、原料の(メタ)アクリル酸、生成物のエステル化物またはこれらの混合物が重合して、高沸点を有する化合物が副生する傾向にある。   The reaction temperature is preferably in the range of 20 to 130 ° C, and more preferably in the range of 50 to 120 ° C. When the reaction temperature is less than 20 ° C., the progress of the reaction becomes extremely slow and the residence time becomes long, so that the reaction efficiency tends to deteriorate, and when the reaction temperature exceeds 130 ° C., There is a tendency that (meth) acrylic acid, a product esterified product, or a mixture thereof is polymerized and a compound having a high boiling point is by-produced.

反応時間は、0.1〜50時間の範囲であるのが好ましく、10〜30時間の範囲であるのがより好ましい。反応時間が0.1時間未満である場合には、反応が十分に進行せず、反応効率が低くなる傾向にあり、また50時間を超える場合には、抑制すべき高沸点を有する化合物が副生する傾向にある。   The reaction time is preferably in the range of 0.1 to 50 hours, more preferably in the range of 10 to 30 hours. When the reaction time is less than 0.1 hour, the reaction does not proceed sufficiently and the reaction efficiency tends to be low, and when it exceeds 50 hours, the compound having a high boiling point to be suppressed is not a secondary component. It tends to be born.

反応は、常圧下または減圧下のいずれで行ってもよいが、使用する溶媒と水の共沸点が、反応を行う蒸気圧において、130℃を超える場合には、反応温度が高くなり副生物の生成が懸念されるため、減圧下で行うことが好ましい。   The reaction may be carried out under normal pressure or reduced pressure. However, if the azeotropic point of the solvent used and water exceeds 130 ° C. at the vapor pressure at which the reaction is carried out, the reaction temperature becomes high and the by-product Since generation | occurrence | production may be anxious, it is preferable to carry out under reduced pressure.

反応は、重合禁止剤の存在下に行うのが好ましい。重合禁止剤を反応系に存在させることにより、原料の( メタ)アクリル酸、生成物のエステル化物またはこれらの混合物の重合を防止することができる。重合禁止剤としては、公知の重合禁止剤が使用可能であり、例えばヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、tert−ブチルカテコール、フェノチアジン、p−フェニレンジアミン、ベンジジンなどを使用することができる。また、反応系内気相部などでの重合を抑制するため、反応系に空気または酸素を吹き込みながら反応を行うことが好ましい。   The reaction is preferably performed in the presence of a polymerization inhibitor. By allowing the polymerization inhibitor to be present in the reaction system, it is possible to prevent polymerization of the raw material (meth) acrylic acid, the product esterified product, or a mixture thereof. As the polymerization inhibitor, known polymerization inhibitors can be used. For example, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, tert-butylcatechol, phenothiazine, p-phenylenediamine, benzidine and the like can be used. In order to suppress polymerization in the gas phase part in the reaction system, it is preferable to carry out the reaction while blowing air or oxygen into the reaction system.

一方、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸の誘導体との反応は、該誘導体の種類に応じて、塩基やエステル交換触媒の存在下で行うことができる。例えば、(メタ)アクリル酸の誘導体として(メタ)アクリル酸ハライドや酸無水物を用いる場合には、トリエチルアミン、ピリジンなどの塩基(酸捕捉剤)の存在下、例えば前記溶媒中、0〜100℃程度の温度下で反応が行われる。また、(メタ)アクリル酸の誘導体として(メタ)アクリル酸エステルを用いる場合には、慣用のエステル交換触媒、又は該反応性誘導体として(メタ)アクリル酸アルケニルを使用する場合には、特に周期表第3族元素化合物触媒(例えば、酢酸サマリウム、トリフルオロメタンスルホン酸サマリウム、サマリウム錯体などのサマリウム化合物等)の存在下、例えば前記溶媒中、0〜150℃程度の温度下で反応が行われる。 On the other hand, the reaction of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with a derivative of (meth) acrylic acid depends on the type of the derivative, The reaction can be performed in the presence of a base or a transesterification catalyst. For example, when (meth) acrylic acid halide or acid anhydride is used as a derivative of (meth) acrylic acid, in the presence of a base (acid scavenger) such as triethylamine or pyridine, for example, 0-100 ° C. in the solvent. The reaction is carried out at a moderate temperature. In addition, when (meth) acrylic acid ester is used as a derivative of (meth) acrylic acid, a periodic table is used particularly when a conventional transesterification catalyst or alkenyl (meth) acrylate is used as the reactive derivative. In the presence of a Group 3 element compound catalyst (for example, a samarium compound such as samarium acetate, samarium trifluoromethanesulfonate, or a samarium complex), the reaction is performed, for example, in the solvent at a temperature of about 0 to 150 ° C.

2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと(メタ)アクリル酸又はその誘導体との反応により、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルが生成する。なお、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと反応させる成分としては、レジスト用樹脂として用いた場合に性能を低下させるハロゲンが反応生成物中に含まれないことから、(メタ)アクリル酸などがより好ましい。 By reacting 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof, (meth) acrylic acid 5-oxo-4 -Oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester is formed. In addition, as a component to be reacted with 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, a halogen that lowers performance when used as a resist resin is reacted. Since it is not contained in a product, (meth) acrylic acid etc. are more preferable.

こうして得られる反応生成物(反応混合液)は、そのまま晶析に供してもよいが、その前に、水、アルカリ性水溶液及び酸性水溶液から選択された少なくとも1種の洗浄液で洗浄するのが好ましい。この洗浄処理により、反応混合液中に含まれている未反応原料である2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンや(メタ)アクリル酸、触媒、(メタ)アクリル酸由来のオリゴマー、その他の水溶性不純物および鉄、ニッケル等含有金属を効率よく除去できる。 The reaction product (reaction mixture) thus obtained may be subjected to crystallization as it is, but before that, it is preferably washed with at least one washing liquid selected from water, an alkaline aqueous solution and an acidic aqueous solution. By this washing treatment, 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one or (meth) acrylic which is an unreacted raw material contained in the reaction mixture. Acids, catalysts, oligomers derived from (meth) acrylic acid, other water-soluble impurities, and metals such as iron and nickel can be efficiently removed.

前記水としては、本発明の目的に沿って金属含有量の少ないもの、例えばイオン交換水などが好ましい。   As said water, the thing with little metal content according to the objective of this invention, for example, ion-exchange water etc., is preferable.

前記アルカリ性水溶液としては、例えば水にアルカリを加えてpHを約8〜14としたものが好ましい。より好適なpH範囲は8〜12程度であり、さらに好ましくはpH8〜11程度である。アルカリ性水溶液とするために用いるアルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられるが、なかでも炭酸ナトリウムや炭酸水素ナトリウムが好ましい。   As the alkaline aqueous solution, for example, an alkaline solution added to water to adjust the pH to about 8 to 14 is preferable. A more preferable pH range is about 8 to 12, and further preferably about pH 8 to 11. Examples of the alkali used for preparing the alkaline aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and the like, among which sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate are preferable.

前記酸性水溶液としては、例えば水に酸を加えてpHを約0〜5としたものが好ましい。より好適なpH範囲は0〜4程度であり、さらに好ましくはpH1〜3程度である。酸性水溶液とするために用いる酸としては、ギ酸、蓚酸、酢酸、塩酸、硫酸などが挙げられるが、なかでも蓚酸が好ましい。   As said acidic aqueous solution, what added the acid to water and made pH into about 0-5 is preferable, for example. A more preferable pH range is about 0 to 4, more preferably about pH 1 to 3. Examples of the acid used for forming the acidic aqueous solution include formic acid, succinic acid, acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and the like, and among them, succinic acid is preferable.

洗浄は、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液の何れか1種又は2種の洗浄液を用いて行ってもよいが、前記3種の洗浄液を組み合わせて行うのが好ましい。複数の洗浄液を使用する場合の洗浄の順序は、特に限定されないが、酸性水溶液洗浄−アルカリ水溶液洗浄−水洗浄の順序が望ましい。洗浄回数は各洗浄液につき、1回でもよく複数回でもよい。洗浄処理の回数は1回でもよく複数回でもよいが、2回以上が好ましく、2〜10回程度がより好ましく、3〜8回程度が特に好ましい。洗浄液の使用量に特別な制限はないが、洗浄処理1回当たり、被洗浄物(反応混合物)100重量部に対して、例えば10〜200重量部であるのが好ましく、20〜100重量部程度であるのがより好ましい。洗浄処理の温度は、10〜60℃程度であるのが好ましい。   The cleaning may be performed using one or two cleaning liquids of water, an alkaline aqueous solution, and an acidic aqueous solution, but is preferably performed by combining the three cleaning liquids. The order of cleaning in the case of using a plurality of cleaning liquids is not particularly limited, but the order of acidic aqueous solution cleaning-alkaline aqueous solution cleaning-water cleaning is desirable. The number of washings may be once or plural times for each washing solution. The number of times of the washing treatment may be one time or a plurality of times, but is preferably 2 times or more, more preferably about 2 to 10 times, and particularly preferably about 3 to 8 times. Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of a washing | cleaning liquid, it is preferable that it is 10-200 weight part with respect to 100 weight part of to-be-washed | cleaned objects (reaction mixture) per washing | cleaning process, and about 20-100 weight part is preferable. It is more preferable that The temperature of the cleaning treatment is preferably about 10 to 60 ° C.

洗浄は、回分式、連続式、多段式等の公知ないし慣用の方法により行うことができる。洗浄後の水層から(メタ)アクリル酸などの未反応原料を回収して再利用することもできる。   Washing can be performed by a known or conventional method such as a batch system, a continuous system, or a multistage system. Unreacted raw materials such as (meth) acrylic acid can be recovered from the aqueous layer after washing and reused.

本発明では、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸またはその誘導体とを反応させて得られる反応生成物を、カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒を用いて晶析する。 In the present invention, a reaction product obtained by reacting 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof. Is crystallized using a mixed solvent of a carbonyl compound and an aliphatic hydrocarbon.

カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒は、好ましくは、上記の洗浄処理後の反応混合物において、エステル化反応に使用した溶媒をカルボニル化合物にて置換後、脂肪族炭化水素を追加して混合溶媒とした後に晶析する。そのため、カルボニル化合物は好ましくは、沸点がエステル化反応溶媒より高いものが好ましい。   The mixed solvent of the carbonyl compound and the aliphatic hydrocarbon is preferably mixed in the reaction mixture after the washing treatment, after replacing the solvent used for the esterification reaction with the carbonyl compound and then adding the aliphatic hydrocarbon. Crystallize after using as solvent. Therefore, the carbonyl compound preferably has a boiling point higher than that of the esterification reaction solvent.

溶媒置換および晶析溶媒に使用するカルボニル化合物として、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘキサノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、2−オクタノン、3−オクタノン、4−オクタノン、アセトフェノン、プロピオフェノンなどが挙げられ、脂肪族ケトンが好ましく、なかでも溶媒置換後の晶析における精製効率、結晶の乾燥効率を考慮すればメチルイソブチルケトンが特に好ましい。   Examples of carbonyl compounds used for solvent substitution and crystallization solvents include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-hexanone, cyclohexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, 2- Octanone, 3-octanone, 4-octanone, acetophenone, propiophenone and the like are preferable, and aliphatic ketones are preferable. Among them, methyl isobutyl ketone is preferable in consideration of purification efficiency in crystallization after solvent substitution and drying efficiency of crystals. Particularly preferred.

溶媒置換操作における反応溶媒の留去は、反応溶媒の種類によっても異なるが、例えば、665〜13300Pa(5〜100mmHg)程度の圧力、10〜60℃程度の温度で行われる。温度が高過ぎる場合には、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルが重合する恐れがあり好ましくない。なお、留去した反応溶媒は再利用することができる。 The distillation of the reaction solvent in the solvent replacement operation varies depending on the type of the reaction solvent, but is performed, for example, at a pressure of about 665 to 13300 Pa (5 to 100 mmHg) and a temperature of about 10 to 60 ° C. When the temperature is too high, (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester may be polymerized, which is not preferable. The reaction solvent distilled off can be reused.

晶析工程では、好ましくは、上記溶媒置換後の(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルを含む反応生成物に脂肪族炭化水素を追加し、カルボニル化合物と脂肪族炭化水素の混合溶媒下で晶析する。 In the crystallization step, the reaction product preferably contains (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester after the solvent substitution. Aliphatic hydrocarbons are added to, and crystallization is performed in a mixed solvent of a carbonyl compound and an aliphatic hydrocarbon.

脂肪族炭化水素としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカンなどが挙げられる。これらの中でもシクロヘキサンなどが好ましい。   Examples of the aliphatic hydrocarbon include pentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, and the like. Of these, cyclohexane and the like are preferable.

カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒は、特に、メチルイソブチルケトンとシクロヘキサンの混合溶媒が好ましい。   The mixed solvent of the carbonyl compound and the aliphatic hydrocarbon is particularly preferably a mixed solvent of methyl isobutyl ketone and cyclohexane.

カルボニル化合物と脂肪族炭化水素の割合は、例えば、カルボニル化合物/脂肪族炭化水素(重量比)=5/95〜95/5、好ましくは20/80〜90/10 、さらに好ましくは35/65〜85/15程度である。カルボニル化合物の割合が高すぎる場合には、結晶化が困難になり易く、ケトンの割合が低すぎる場合には、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの品質が悪化し易くなる。 The ratio of the carbonyl compound to the aliphatic hydrocarbon is, for example, carbonyl compound / aliphatic hydrocarbon (weight ratio) = 5/95 to 95/5, preferably 20/80 to 90/10, more preferably 35/65. It is about 85/15. When the proportion of the carbonyl compound is too high, crystallization tends to be difficult, and when the proportion of the ketone is too low, 5-methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1. The quality of 0 3,7 ] nonan-2-yl ester tends to deteriorate.

晶析溶媒の使用量は、溶媒の種類によっても異なるが、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステル100重量部に対して、20〜1000重量部の範囲であるのが好ましく、25〜 800重量部の範囲であるのがより好ましく、30〜500重量部の範囲であるのが特に好ましい。晶析操作は、例えば30〜70℃程度の温度から10〜20℃程度の温度まで冷却することによって行われる。冷却時間は、例えば0.1〜10時間、好ましくは0.3〜6時間程度であり、熟成時間は、例えば0.5〜15時間、好ましくは1〜5時間程度である。 The amount of crystallization solvent used varies depending on the type of solvent, but (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester 100 wt. The amount is preferably in the range of 20 to 1000 parts by weight, more preferably in the range of 25 to 800 parts by weight, and particularly preferably in the range of 30 to 500 parts by weight. The crystallization operation is performed, for example, by cooling from a temperature of about 30 to 70 ° C. to a temperature of about 10 to 20 ° C. The cooling time is, for example, about 0.1 to 10 hours, preferably about 0.3 to 6 hours, and the aging time is, for example, about 0.5 to 15 hours, preferably about 1 to 5 hours.

晶析処理により、(メタ)アクリル酸由来のオリゴマーなどの副生物などを効率よく除去でき、高純度の(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルを得ることができる。 By-product such as oligomers derived from (meth) acrylic acid can be efficiently removed by crystallization treatment, and high-purity (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3 , 7 ] nonan-2-yl ester can be obtained.

晶析により得られた結晶の乾燥条件は、品質及び作業効率を損なわない範囲で適宜設定でき、例えば温度10〜70℃程度(好ましくは10〜60℃程度)、及び常圧又は減圧下[例えば、13.3〜101000Pa(0.1〜760mmHg)程度]で乾燥が行われる。乾燥時間は、例えば0.1〜24時間程度である。乾燥は、窒素等の不活性ガス気流中で行ってもよい。   The drying conditions for the crystals obtained by crystallization can be set as appropriate within a range that does not impair the quality and work efficiency. For example, the temperature is about 10 to 70 ° C. (preferably about 10 to 60 ° C.) 13.3-101000 Pa (0.1-760 mmHg)]. The drying time is, for example, about 0.1 to 24 hours. Drying may be performed in an inert gas stream such as nitrogen.

晶析で得られる母液には(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルが含まれており、それは次バッチにそのまま、または例えば、濃縮晶析等で(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの二次結晶を回収し、再利用できる。濃縮晶析により回収した溶媒についても再利用が可能である。 The mother liquor obtained by crystallization contains (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester, which is added to the next batch. The secondary crystals of (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester are recovered as such or by, for example, concentrated crystallization, Can be reused. The solvent recovered by the concentrated crystallization can be reused.

以下、実施例で本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

実施例1
還流冷却器、水分離器、3%酸素導入管、温度計、および攪拌機を取り付けた内容積1Lの四ッ口フラスコに、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン120g(0.778mol)、メタクリル酸80.4g(0.934mol)、硫酸4.6g(0.047mol)、メトキノン0.43g及びトルエン600gを入れ、液中に、酸素濃度3%の酸素窒素混合ガスを10ml/minの流量で供給した。液の温度を110℃まで昇温し、反応で副生する水をトルエンとの共沸により留去し、トルエンのみ反応器に戻しながら、約15時間反応を行った。反応液を高速液体クロマトグラフィー(以下HPLC)(カラム: GLサイエンス社製 Inertsil ODS−2 4.6mmφ×250mm、キャリア溶媒: アセトニトリル/0.05wt%リン酸水、グラジエント条件: 5/95→90/10(容積比)、流量: 1ml/min、検出: 210nm)で定量分析したところ、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンの転化率は94% であり、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの収率は90%であった。
Example 1
To a 1 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, a water separator, a 3% oxygen inlet tube, a thermometer, and a stirrer was added 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3. , 7 ] Nonane-5-one 120 g (0.778 mol), methacrylic acid 80.4 g (0.934 mol), sulfuric acid 4.6 g (0.047 mol), methoquinone 0.43 g and toluene 600 g were put in the solution. An oxygen-nitrogen mixed gas having an oxygen concentration of 3% was supplied at a flow rate of 10 ml / min. The temperature of the liquid was raised to 110 ° C., water produced as a by-product in the reaction was distilled off by azeotropy with toluene, and the reaction was carried out for about 15 hours while returning only toluene to the reactor. The reaction solution was subjected to high performance liquid chromatography (hereinafter HPLC) (column: Inertsil ODS-2 4.6 mmφ × 250 mm, manufactured by GL Sciences Inc., carrier solvent: acetonitrile / 0.05 wt% phosphoric acid water, gradient conditions: 5/95 → 90 / 10 (volume ratio), flow rate: 1 ml / min, detection: 210 nm), conversion of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one The yield was 94% and the yield of methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester was 90%.

この反応液を攪拌機、温度計を備えた2L四ッ口フラスコに移し、温度40〜50℃の条件下、5重量%炭酸ナトリウム水溶液で1回、さらにイオン交換水で1回洗浄した。なお、何れの場合も、被洗浄液100重量部に対して約50重量部の洗浄液を用いた。この洗浄操作により、未反応の2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、メタクリル酸、硫酸等が除去され、有機層として、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルのトルエン溶液が得られた。 This reaction solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, and washed once with a 5 wt% aqueous sodium carbonate solution and once with ion-exchanged water under a temperature of 40 to 50 ° C. In each case, about 50 parts by weight of the cleaning liquid was used with respect to 100 parts by weight of the liquid to be cleaned. By this washing operation, unreacted 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, methacrylic acid, sulfuric acid and the like are removed, and methacrylic acid is used as the organic layer. A toluene solution of 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester was obtained.

この有機層を、メチルイソブチルケトンを加えながら減圧下に濃縮し、トルエンを系内から除去してメチルイソブチルケトンとの溶媒置換を行い、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの40重量%メチルイソブチルケトン溶液を得た。そこに30重量%になるようにシクロヘキサンを入れた後、液温を60℃になるまで加熱し、結晶を完全に溶解させた後、放冷し、次いで、10〜15℃で1時間撹拌した。析出した結晶を濾別することでメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの粗結晶149gを得た。得られた粗結晶が35重量%になるようにメチルイソブチルケトンを仕込み、温度60〜65℃の条件下、0.1重量%蓚酸水溶液で2回、0.1重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で1回、さらにイオン交換水で3回洗浄した。なお、何れの場合も、被洗浄液100重量部に対して約30重量部の洗浄液を用いた。この洗浄操作により鉄、ニッケル等含有金属、およびその他の水溶性不純物が除去される。その有機層に30重量%になるようにシクロヘキサンを入れた後、液温を60℃になるまで加熱し、結晶を完全に溶解させた後、放冷し、次いで、10〜15℃で1時間撹拌した。析出した結晶を濾別し、得られた結晶を真空乾燥することにより、白色のメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステル123gを得た。 The organic layer was concentrated under reduced pressure while adding methyl isobutyl ketone, toluene was removed from the system, and the solvent was replaced with methyl isobutyl ketone. 5-oxo-4-oxatricyclomethacrylate [4.2 .1.0 3,7] to obtain 40 wt% methyl isobutyl ketone solution nonane-2-yl ester. After cyclohexane was added to 30% by weight, the solution was heated to 60 ° C. to completely dissolve the crystals, allowed to cool, and then stirred at 10 to 15 ° C. for 1 hour. . The precipitated crystals were separated by filtration to obtain 149 g of crude crystals of methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester. Methyl isobutyl ketone was charged so that the obtained crude crystals were 35% by weight, and the mixture was treated twice with 0.1% by weight aqueous oxalic acid solution and at 1% by weight with 0.1% by weight aqueous sodium hydrogen carbonate solution at 60-65 ° C. And further washed three times with ion-exchanged water. In each case, about 30 parts by weight of the cleaning liquid was used with respect to 100 parts by weight of the liquid to be cleaned. This washing operation removes metals such as iron and nickel, and other water-soluble impurities. After cyclohexane was added to the organic layer so as to be 30% by weight, the solution was heated to 60 ° C. to completely dissolve the crystals, and then allowed to cool, and then at 10 to 15 ° C. for 1 hour. Stir. The precipitated crystals were separated by filtration, and the obtained crystals were vacuum-dried to obtain white methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester. 123 g were obtained.

得られたメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルのHPLC純度は99.9%であり、不純物の金属成分である鉄およびニッケル含有量はそれぞれ20ppb以下であった。また、2回の晶析における晶析収率は各々89、84%であった。 The HPLC purity of the resulting methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester is 99.9%, and iron which is a metal component of impurities The nickel content was 20 ppb or less, respectively. The crystallization yields in the two crystallizations were 89 and 84%, respectively.

実施例2
還流冷却器、水分離器、3%酸素導入管、温度計、および攪拌機を取り付けた内容積1Lの四ッ口フラスコに、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン263g(1.706mol)、メタクリル酸177g(2.056mol)、硫酸10g(0.109mol)、フェノチアジン0.5g及びトルエン527gを入れ、液中に、酸素濃度3%の酸素窒素混合ガスを10ml/minの流量で供給した。液の温度を110℃まで昇温し、反応で副生する水をトルエンとの共沸により留去し、トルエンのみ反応器に戻しながら、約12時間反応を行った。反応液を高速液体クロマトグラフィー(以下HPLC)(カラム: GLサイエンス社製 Inertsil ODS−2 4.6mmφ×250mm、キャリア溶媒: アセトニトリル/0.05wt%リン酸水、グラジエント条件: 5/95→90/10(容積比)、流量: 1ml/min、検出: 210nm)で定量分析したところ、2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンの転化率は99% であり、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの収率は92%であった。
Example 2
To a 1 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, a water separator, a 3% oxygen inlet tube, a thermometer, and a stirrer was added 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3. , 7 ] Nonane-5-one (263 g, 1.706 mol), methacrylic acid (177 g, 2.056 mol), sulfuric acid (10 g, 0.109 mol), phenothiazine (0.5 g) and toluene (527 g) were added. Was supplied at a flow rate of 10 ml / min. The temperature of the liquid was raised to 110 ° C., water produced as a by-product in the reaction was distilled off by azeotropy with toluene, and the reaction was carried out for about 12 hours while returning only toluene to the reactor. The reaction solution was subjected to high performance liquid chromatography (hereinafter HPLC) (column: Inertsil ODS-2 4.6 mmφ × 250 mm, manufactured by GL Sciences Inc., carrier solvent: acetonitrile / 0.05 wt% phosphoric acid water, gradient conditions: 5/95 → 90 / 10 (volume ratio), flow rate: 1 ml / min, detection: 210 nm), conversion of 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one The yield was 99% and the yield of methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester was 92%.

この反応液を攪拌機、温度計を備えた2L四ッ口フラスコに移し、温度60〜70℃の条件下、7重量%炭酸ナトリウム水溶液で1回、さらにイオン交換水で1回洗浄した。なお、何れの場合も、被洗浄液100重量部に対して約50重量部の洗浄液を用いた。この洗浄操作により、未反応の2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、メタクリル酸、硫酸等が除去され、有機層として、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルのトルエン溶液が得られた。 This reaction solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, and washed once with a 7 wt% aqueous sodium carbonate solution and once with ion-exchanged water under the condition of a temperature of 60 to 70 ° C. In each case, about 50 parts by weight of the cleaning liquid was used with respect to 100 parts by weight of the liquid to be cleaned. By this washing operation, unreacted 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, methacrylic acid, sulfuric acid and the like are removed, and methacrylic acid is used as the organic layer. A toluene solution of 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester was obtained.

この有機層を、メチルイソブチルケトンを加えながら減圧下に濃縮し、トルエンを系内から除去してメチルイソブチルケトンとの溶媒置換を行い、メタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの50重量%メチルイソブチルケトン溶液を得た。そこに35重量%になるようにシクロヘキサンを入れた後、液温を70℃になるまで加熱し、結晶を完全に溶解させた後、放冷し、次いで、10〜15℃で1時間撹拌した。析出した結晶を濾別することでメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの粗結晶342gを得た。得られた粗結晶が40重量%になるようにメチルイソブチルケトンを仕込み、温度60〜65℃の条件下、0.1重量%蓚酸水溶液で1回、0.1重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で1回、さらにイオン交換水で3回洗浄した。なお、何れの場合も、被洗浄液100重量部に対して約30重量部の洗浄液を用いた。この洗浄操作により鉄、ニッケル等含有金属、およびその他の水溶性不純物が除去される。その有機層に30重量%になるようにシクロヘキサンを入れた後、液温を70℃になるまで加熱し、結晶を完全に溶解させた後、放冷し、次いで、10〜15℃で1時間撹拌した。析出した結晶を濾別し得られた結晶を真空乾燥することにより、白色のメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステル307gを得た。 The organic layer was concentrated under reduced pressure while adding methyl isobutyl ketone, toluene was removed from the system, and the solvent was replaced with methyl isobutyl ketone. 5-oxo-4-oxatricyclomethacrylate [4.2 .1.0 3,7] to obtain 50 wt% methyl isobutyl ketone solution nonane-2-yl ester. After cyclohexane was added to 35% by weight, the solution was heated to 70 ° C. to completely dissolve the crystals, allowed to cool, and then stirred at 10 to 15 ° C. for 1 hour. . The precipitated crystals were separated by filtration to obtain 342 g of crude crystals of methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester. Methyl isobutyl ketone was charged so that the obtained crude crystals would be 40% by weight, and once at a temperature of 60 to 65 ° C. with a 0.1% by weight aqueous oxalic acid solution and once with a 0.1% by weight aqueous sodium bicarbonate solution. And further washed three times with ion-exchanged water. In each case, about 30 parts by weight of the cleaning liquid was used with respect to 100 parts by weight of the liquid to be cleaned. This washing operation removes metals such as iron and nickel, and other water-soluble impurities. After cyclohexane was added to the organic layer so as to be 30% by weight, the liquid temperature was heated to 70 ° C. to completely dissolve the crystals, and then allowed to cool, and then at 10 to 15 ° C. for 1 hour. Stir. The precipitated crystals were separated by filtration, and the obtained crystals were vacuum-dried to obtain 307 g of white methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester. Got.

得られたメタクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルのHPLC純度は99.9%であり、不純物の金属成分である鉄およびニッケル含有量はそれぞれ20ppb以下であった。また、2回の晶析における晶析収率は各々90、90%であった。 The HPLC purity of the resulting methacrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester is 99.9%, and iron which is a metal component of impurities The nickel content was 20 ppb or less, respectively. The crystallization yields in the two crystallizations were 90 and 90%, respectively.

本発明により製造される不純物含量の少ない高品質の(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルは、レジスト用樹脂の原料モノマーとして有用である。 The high-quality (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester produced by the present invention is a resist resin. It is useful as a raw material monomer.

Claims (3)

2−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オンと、(メタ)アクリル酸またはその誘導体とを反応させて得られる反応生成物を、カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒を用いて晶析する
(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造方法。
A reaction product obtained by reacting 2-hydroxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one with (meth) acrylic acid or a derivative thereof is converted into a carbonyl compound. Of (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester that crystallizes using a mixed solvent of olefin and aliphatic hydrocarbon .
カルボニル化合物が脂肪族ケトンである請求項1に記載の(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造方法。 The method for producing (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl ester according to claim 1, wherein the carbonyl compound is an aliphatic ketone. カルボニル化合物と脂肪族炭化水素との混合溶媒がメチルイソブチルケトンとシクロヘキサンとの混合溶媒である請求項1または2に記載の(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルエステルの製造方法。 The mixed solvent of a carbonyl compound and an aliphatic hydrocarbon is a mixed solvent of methyl isobutyl ketone and cyclohexane. The (meth) acrylic acid 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2. 1.0 3,7 ] Method for producing nonan-2-yl ester.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117777077A (en) * 2023-11-17 2024-03-29 中化学科学技术研究有限公司 Unsaturated carboxylic acid ester containing lactone ring and method for producing same

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