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Title:
2-(ALKYLCARBONYLOXY)-1,1-DIFLUOROETHANESULFONIC ACID SALT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/037981
Kind Code:
A1
Abstract:
By using an organic base when a carboxylic acid bromodifluoroethyl ester is sulfinated by using a sulfinating agent, there is obtained 2-(alkylcarbonyloxy)-1,1-difluoroethanesulfinic acid ammonium salt. By oxidizing the 2-(alkylcarbonyloxy)-1,1-difluoroethanesulfinic acid ammonium salt, there is obtained 2-(alkylcarbonyloxy)-1,1-difluoroethanesulfonic acid ammonium salt. By using this 2-(alkylcarbonyloxy)-1,1-difluoroethanesulfonic acid ammonium salt as a raw material and exchanging it into an onium salt directly or through saponification/ esterification, there can be obtained a 2-alkylcarbonyloxy-1,1-difluoroethanesulfonic acid onium salt.

Inventors:
HAGIWARA YUJI
NAGAMORI MASASHI
FUJIWARA MASAKI
JODRY JONATHAN JOACHIM
NARIZUKA SATORU
Application Number:
PCT/JP2008/066042
Publication Date:
March 26, 2009
Filing Date:
September 05, 2008
Export Citation:
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Assignee:
CENTRAL GLASS CO LTD (JP)
HAGIWARA YUJI
NAGAMORI MASASHI
FUJIWARA MASAKI
JODRY JONATHAN JOACHIM
NARIZUKA SATORU
International Classes:
C07C29/147; C07C31/34; C07C303/00; C07C309/08; C07C309/10; C07C309/12; C07C381/12
Domestic Patent References:
WO2008099869A12008-08-21
Foreign References:
JP2007304490A2007-11-22
JP2007145797A2007-06-14
Attorney, Agent or Firm:
HASHIMOTO, Takeshi et al. (Ekisaikai Bldg.1-29, Akashi-ch, Chuo-ku Tokyo 44, JP)
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Claims:
下記式[2]で表されるスルフィン酸アンモニウム塩。
(前記式[2]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。(ここで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリール基上の水素原子の一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換されていても良い。また、該アルキル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換されケト基となっていても良い。ただし、Rとして、その構造内に、非共役不飽和部位(二重結合または三重結合)を有するものは除く。)
下記式[3]で表されるスルホン酸アンモニウム塩。
(前記式[3]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。(ここで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリール基上の水素原子の一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換されていても良い。また、該アルキル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換されケト基となっていても良い。ただし、Rとして、その構造内に、非共役不飽和部位(二重結合または三重結合)を有するものは除く。)
A + が式[I]で示されるアンモニウムイオンである請求項1又は2に記載の塩。
(前記式[I]において、G 1 、G 2 およびG 3 は、互いに独立に水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよい炭素数7~12のアラルキル基、置換されていてもよいナフチル基、置換されていてもよい炭素数5~10のへテロ芳香族基、またはG 1 、G 2 およびG 3 の少なくとも二つ以上でヘテロ原子を含んでもよい環を表す。)
トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホナート
トリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイルオキシ)エタンスルホナート
下記式[1]
で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチルエステルを、アミンの存在下、スルフィン化剤と反応させることを含む、式[2]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム塩の製造方法。
(前記式[1]および式[2]において、Rは炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。(ここで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリール基上の水素原子の一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換されていても良い。また、該アルキル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換されケト基となっていても良い。ただし、Rとして、その構造内に、非共役不飽和部位(二重結合または三重結合)を有するものは除く。)A + はアンモニウムイオンを表す。)
下記の2工程を含む、式[3]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩の製造方法。
第1工程(スルフィン化工程):下記式[1]
で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチルエステルを、アミンの存在下、スルフィン化剤と反応させ、式[2]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム塩を得る工程。
第2工程(酸化工程):第1工程(スルフィン化工程)で得られた、式[2]で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム塩を酸化剤と反応させ、式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩を得る工程。
(前記式[1]から式[3]において、Rは炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。(ここで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリール基上の水素原子の一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換されていても良い。また、該アルキル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換されケト基となっていても良い。ただし、Rとして、その構造内に、非共役不飽和部位(二重結合または三重結合)を有するものは除く。)A + はアンモニウムイオンを表す。)
 請求項7の方法で得られた式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩を、式[4]で表される一価のオニウム塩
によってオニウム塩交換(第3工程:オニウム塩交換工程1)に付すことを含む、式[5]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸オニウム塩の製造方法。
(前記式[4]において、X - は1価のアニオンを示す。前記式[5]において、Rは式[1]~式[3]におけるRと同義である。前記式[4]及び式[5]においてQ + は下記式(a)もしくは下記式(b)で示されるスルホニウムカチオン、または下記式(c)で示されるヨードニウムカチオンを示す。
前記式(a)において、R 1 、R 2 及びR 3 は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1~10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はオキソアルキル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~18のアリール基、アラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示すか、あるいはR 1 、R 2 及びR 3 のうちのいずれか2つ以上が相互に結合して式中の硫黄原子と共に環を形成しても良い。
前記式(b)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14のアリール基を示す。mは1~5の整数、nは0(零)又は1を示す。
前記式(c)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14のアリール基を示す。qは0(零)~5の整数、nは0(零)又は1を示す。
請求項7の方法で得られた式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を鹸化(第3’工程:鹸化工程)し、式[6]
で表される2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を得、次いで、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を式[7]
もしくは式[8]
で表されるカルボン酸誘導体と反応させて(第4工程:エステル化工程2)、式[9]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を得、さらに2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を式[4]で表される一価のオニウム塩
によってオニウム塩交換(第5工程:オニウム塩交換工程2)に付すことを含む、式[10]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸オニウム塩の製造方法。
(前記式[6]および式[9]において、M + は対カチオンを表す。前記式[7]において、X’はヒドロキシル基もしくはハロゲンを表す。前記式[7]~式[10]において、R’は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状の少なくとも末端部に重合性二重結合を有するアルケニル基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す(ここで、該アルキル基、アルケニル基、脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリール基上の水素原子の一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換されていても良い。また、該アルキル基、アルケニル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換されケト基となっていても良い。さらに該アルキル基上の水素原子の1つは、2-アクリロイルオキシ基もしくは2-メタクリロイルオキシ基で置換されていても良い。)。前記式[10]において、Q + は式[4]および式[5]におけるQ + と同義である。)
請求項6乃至請求項9の何れか1項において、カルボン酸ブロモジフルオロエチルエステルが、2-ブロモ-2,2-ジフルオロエタノールのエステル化によって得られたものである、請求項6乃至請求項9の何れか1項に記載の方法。
請求項6乃至請求項10の何れか1項において、スルフィン化反応によって得られた2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム塩の粗体を、有機溶媒で抽出し、その有機溶媒からなる層を、水で洗浄して精製する、請求項6乃至請求項10の何れか1項に記載の方法。
請求項6乃至請求項11の何れか1項において、スルフィン化反応によって得られた2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム塩の粗体を、有機溶媒で抽出し、その有機溶媒からなる層を、チオ硫酸金属塩水溶液もしくは亜硫酸金属塩水溶液で洗浄して精製する、請求項6乃至請求項10の何れか1項に記載の方法。
請求項6乃至請求項12の何れか1項において、酸化反応によって得られた2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩の粗体を、有機溶媒で抽出し、その有機溶媒からなる層を、水で洗浄して精製することを特徴とする、請求項6乃至請求項12の何れか1項に記載の方法。
スルフィン化剤が亜二チオン酸ナトリウム又は亜二チオン酸カリウムである、請求項6又は7記載の方法。
アミンがトリメチルアミン、トリエチルアミン、又はジイソプロピルエチルアミンである、請求項6又は7記載の方法。
スルフィン化剤との反応が有機溶媒と水との混合溶媒中で行われる、請求項6又は7記載の方法。
第2工程の反応を、遷移金属触媒としてのタングステン酸二ナトリウムの存在下で行う、請求項7記載の方法。
Description:
2-(アルキルカルボニルオキシ)-1, 1-ジフルオロエタンスルホン酸塩類およびそ 製造方法

 本発明は半導体素子などの製造工程にお る微細加工技術、特にフォトリソグラフィ に適した化学増幅レジスト材料として有用 光酸発生剤を製造するための中間体として 用な含フッ素スルホン酸塩類とその製造方 に関する。さらに本発明は光酸発生剤とし 機能する含フッ素スルホン酸オニウム塩類 製造方法に関する。

発明の背景

 近年LSIの高集積化と高速度化に伴い、パ ーンルールの微細化が急速に進んでいる。 の背景には露光光源の短波長化があり、例 ば水銀灯のi線(365nm)からKrFエキシマレーザ (248nm)への短波長化により64Mビット(加工寸法 が0.25μm以下)のDRAM(ダイナミック・ランダム アクセス・メモリー)の量産が可能になった 更に集積度256M及び1G以上のDRAM製造を実施す るため、ArFエキシマレーザー(193nm)を用いた ソグラフィーが使用されている。

 このような露光波長に適したレジストと て、「化学増幅型レジスト材料」が注目さ ている。これは、放射線の照射(以下、「露 光」という。)により酸を形成する感放射線 酸発生剤(以下、「光酸発生剤」という)を含 有し、露光により発生した酸を触媒とする反 応により、露光部と非露光部との現像液に対 する溶解度を変化させてパターンを形成させ るパターン形成材料である。

 このような化学増幅型レジスト材料に用 られる光酸発生剤に関しても種々の検討が されてきた。従来のKrFエキシマレーザー光 光源とした化学増幅型レジスト材料に用い れてきたようなアルカンあるいはアレーン ルホン酸を発生する光酸発生剤を上記のArF 学増幅型レジスト材料の成分として用いた 合には、樹脂の酸不安定基を切断するため 酸強度が十分でなく、解像が全くできない あるいは低感度でデバイス製造に適さない とがわかっている。

 このため、ArF化学増幅型レジスト材料の 酸発生剤としては、酸強度の高いパーフル ロアルカンスルホン酸を発生するものが一 的に使われているがパーフルオロオクタン ルホン酸、あるいはその誘導体は、その頭 字をとりPFOSとして知られており、C-F結合に 由来する安定性(非分解性)や疎水性、親油性 由来する生態濃縮性、蓄積性が問題となっ いる。更に炭素数5以上のパーフルオロアル カンスルホン酸、あるいはその誘導体も上記 問題が提起され始めている。

 このようなPFOSに関する問題に対処するた め、各所でフッ素の置換率を下げた部分フッ 素置換アルカンスルホン酸の開発が行われて いる。例えば、トリフェニルスルホニウム  トキシカルボニルジフルオロメタンスルホ ート(特許文献1)、(4-メチルフェニル)ジフェ ニルスルホニル t-ブトキシカルボニルジフ オロメタンスルホナート(特許文献2)あるい トリフェニルスルホニウム (アダマンタン-1 -イルメチル)オキシカルボニルジフルオロメ ンスルホナート(特許文献3)などのアルコキ カルボニルフルオロメタンスルホン酸オニ ム塩が酸発生剤として開発されてきた。

 一方で、上述したアルコキシカルボニル フルオロメタンスルホン酸オニウム塩とは ステル結合が逆になった、アルキルカルボ ルオキシアルカンスルホン酸オニウム塩の 種である、トリフェニルスルホニウム1,1,3,3 ,3 - ペンタフルオロ-2- ベンゾイルオキシプ ロパン- 1 - スルホナートなども開発されて きた(特許文献4)。

 本出願人は、同じアルキルカルボニルオ シアルカンスルホン酸オニウム塩ではある 、特許文献の酸発生剤よりもフッ素の数が3 つ少ない、即ち環境への悪影響がより少ない と考えられる、式[5]又は[10]で表わされる2-ア ルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタ スルホン酸オニウム塩を見出し、この物質 、最小限のフッ素原子数によって強い酸性 を有する酸発生剤として機能し、溶剤や樹 への相溶性に優れ、レジスト用酸発生剤と て、有用であるとの知見も得、既に特許出 している(特願2007-143879号、および特願2007-14 3880号)。

 ところで、上述したアルコキシカルボニル フルオロメタンスルホン酸オニウム塩を合 する方法としては、従来下記の反応式[1]
に示されるような反応経路が知られていた。 すなわち、テトラフルオロエチレン〔i〕と 酸化硫黄〔ii〕による3,3,4,4-テトラフルオロ- [1,2]オキサチエタン2,2-ジオキシド〔iii〕の合 成に始まり、〔iii〕のアルコール(ROH)を用い 開環反応による〔v〕の合成、もしくは〔iii 〕の開環異性化によって酸フッ化物〔iv〕を 由し、〔iv〕のアルコール(ROH)によるエステ ル化を通じた〔v〕の合成。次いで〔v〕を塩 性の金属塩(主として水酸化ナトリウム)に ってスルホン酸塩(スルホン酸ナトリウム塩) 〔vi〕に変換し、次いでスルホニウム塩等の ニウム塩(Q + X - :Qは1価のオニウムカチオン、Xは主としてハ ゲン)でオニウム塩交換して目的の酸発生剤 あるアルコキシカルボニルジフルオロアル ンスルホン酸オニウム塩〔vii〕を得るとい 経路である(特許文献1および特許文献5)。

 一方、特許文献4で示された1 , 1 , 3 , 3  , 3 - ペンタフルオロ- 2- ベンゾイルオキ プロパン- 1 - スルホン酸オニウム塩を合 する方法としては、下記の反応式[2]
に示されるような反応経路が開示されている 。

 しかしながら、2-アルキルカルボニルオキ -1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩の製造法 はこれまでほとんど知られておらず、従って 、2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオ ロエタンスルホン酸オニウム塩の製造方法も これまでほとんど知られていなかった。

特開2004-117959号公報

特開2002-214774号公報

特開2004-4561号公報

特開2007-145797号公報

米国特許2,852,554号明細書 Solid State Ionics、1999年、第123巻、233頁~24 2頁

発明の概要

 アルコキシカルボニルジフルオロメタン ルホン酸塩を製造するための上記反応式[1] よる方法は、テトラフルオロエチレン〔i〕 と三酸化硫黄〔ii〕から合成される3,3,4,4-テ ラフルオロ-[1,2]オキサチエタン2,2-ジオキシ 〔iii〕を原料に用いている。周知のとおり テトラフルオロエチレン〔i〕は化学的な反 応性が高く、爆発の危険性もあるため、大量 の取り扱いは容易でない。さらに、三酸化硫 黄〔ii〕も強力な酸化剤であり、可燃性物質 還元性物質、有機化合物と激しく反応する め、大量の取り扱いには負担がかかる。こ ように本合成反応は、大量の使用の困難な 薬を混ぜ合わせるものであり、安全に十分 慮する必要がある。したがって工業的に難 度の高い反応であることから、必然的に、 られる3,3,4,4-テトラフルオロ-[1,2]オキサチ タン2,2-ジオキシド〔iii〕は大変高価となる

 また、酸フッ化物(〔iv〕や〔v〕)の変換 応でフッ化水素あるいはフッ化物塩が大量 副生するという問題を有する。フッ化水素 るいはフッ化物塩から遊離するフッ素イオ はガラス製の反応器を腐食し、失透させる またフッ化水素自身はもちろんであるが、 ッ化物塩が酸に接触した場合、強酸である ッ化水素が発生し、鉄やステンレス製など 金属製反応器が使用できないなど、使用で る反応器の材質に多大な制限が発生する。

 このように、アルコキシカルボニルジフ オロメタンスルホン酸塩の製造にはいくつ の支障が存在する。

 一方、上記反応式[2]に示した通り、特許文 4においては、フッ素原子を6つ有する1,1,1,3, 3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール[viii]を出 原料にして、フッ素原子を5つ有する1 , 1 ,  3 , 3 , 3 - ペンタフルオロ- 2- ベンゾイ ルオキシプロパン- 1 - スルホン酸塩[xi]を 築したのち、該スルホン酸塩を1 , 1 , 3 , 3 , 3 - ペンタフルオロ- 2- ベンゾイルオ シプロパン-1 - スルホン酸オニウム塩[xii] 誘導している。当該合成法においては、[ix] で表されるエノラートを中間活性種として経 由するのが特徴である。エノラートイオンは 一般に、安定に存在し難い化学種である。し かし、特許文献4の化合物の場合、C=C二重結 の炭素に結合しているCF 3 基が強力な電子求引性を有するため、このエ ノラートが安定化され、結果として上記反応 が可能となっている。

 これに対し、本願発明の基質では、この「C F 3 基」に対応する部位は「H」であり、二重結 部分に対する電子求引性は大幅に低下して る。この結果、対応するエノラートイオン 不安定となり、引用文献の反応に対応する 応を行うことは著しく困難になる(下式参照) 。

 事実、現在までのところ、2,2,2-トリフルオ エタノールを出発原料にして、2,2-ジフルオ ロエテン-1-イル脂肪酸カルボン酸エステルあ るいは芳香族カルボン酸エステルを得る方法 は知られていない。さらに、これらの前駆体 であるエノラート塩〔CF 2 =CHOM(M=Li,K,Na)〕を発生させたという報告も見 たらない。

 このように、アルキルカルボニルオキシ ルカンスルホン酸の製造に関しては、1 , 1  , 3 , 3 , 3 - ペンタフルオロ- 2- ベンゾ イルオキシプロパン- 1 - スルホン酸塩のよ うなフッ素原子の数が多いものの製造法は知 られているが、フッ素原子が2つの、2-アルキ ルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ホン酸塩の製造法はこれまで知られていな 。

 以上をまとめると、より少ないフッ素原 数で十分な酸強度を有するアルカンスルホ 酸塩として、フッ素原子が2つのジフルオロ アルカンスルホン酸塩骨格が好ましいもので あるが、アルコキシカルボニルジフルオロメ タンスルホン酸塩の従来の製造法には支障が あり、とりわけ2-アルキルカルボニルオキシ- 1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩の製造法 これまで知られていなかった。

 従って、フッ素原子が2つのジフルオロア ルカンスルホン酸塩骨格を、安価で容易に製 造できる工業的な製造方法の確立が望まれて いた。

 上記の通り、本発明の課題は、化学増幅 レジスト材料に用いられる光酸発生剤など して有用な、2-アルキルカルボニルオキシ-1 ,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩類を安価で 容易に製造する方法を与えることである。

 本発明者らは、上記課題を解決するため 意検討を重ねた。その結果、発明者らは上 「2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフル ロエタンスルホン酸オニウム塩」の製造に 用な新規化合物を見出した。そしてこれら 新規化合物を経由する、従来の方法に比べ 大量規模での合成に格段に有利な新規反応 ートを見出した。

 本願発明は、次に示すような[態様1]~[態 4]を含む。

 [態様1]
 まず、本願発明全体に共通する原料化合物 なる2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフル オロエタンスルフィン酸アンモニウム塩の合 成方法につき、検討を行った。

 これまで、末端ブロモジフルオロアルキ 基をスルフィン化し、末端ジフルオロアル ルスルフィン酸塩を得るには、一般に、N,N- ジメチルホルムアミド(DMF)やアセトニトリル メタノール等の極性溶媒と水との混合溶媒 、亜ジチオン酸ナトリウムをスルフィン化 として使用する方法が採用されてきた。こ 場合、スルフィン化体は、スルフィン酸ナ リウム塩として得られる。(例えば、Journal  of Fluorine Chemistry,67巻,233頁~234頁,1994年)。

 本願発明で使用される原料化合物である、 記式[1]
(前記式[1]において、Rは炭素数1~10の直鎖状も しくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20の脂 式有機基、炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖 のアルキレン基からなる有機基、炭素数3~30 の単環式もしくは多環式ラクトン、あるいは 炭素数6~20のアリール基を表す。(ここで、該 ルキル基、脂環式有機基、脂環式有機基と 鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環 もしくは多環式ラクトン及びアリール基上 水素原子の一部または全てはフッ素、ヒド キシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素 1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコ シ基で置換されていても良い。また、該ア キル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機 と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を 成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの 素原子で置換されケト基となっていても良 。ただし、Rとして、その構造内に、非共役 飽和部位(二重結合または三重結合)を有す ものは除く。))
で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチ ルエステルの場合にも、DMFやアセトニトリル 、メタノール等の極性溶媒と水との混合溶媒 中、亜ジチオン酸ナトリウムを使用すること によって、対応する、下記式[13]
(前記式[13]において、Rは式[1]におけるRと同 である。)
で表されるスルフィン酸ナトリウム塩が得ら れる。

 しかしながら、この反応はJournal of Fluori ne Chemistry,67巻,233頁~234頁,1994年に記載の結果 同様、溶媒の組み合わせによっては全く反 が進行せず、エタノールと水との組み合わ のように、反応液が均一になる場合には反 を完結させることが困難である。アセトニ リルと水との組み合わせのように、条件を 切に整えれば反応液を2層(有機層と水層)に 離させることができる場合には、反応の途 で反応液から水層を分離し、再度水と亜ジ オン酸ナトリウムを加えることによって、 うやく反応を完結させることが可能となる( 比較例1-1および比較例1-2参照)。

 また、反応後、目的のスルフィン酸ナト ウム塩を取り出すためには、多量に水を含 した溶媒を留去しなければならず、大きな 荷がかかる。また、副反応でフッ化物イオ が微量生成するが、このフッ化物イオンを 去することなく反応液を濃縮していくと、 第に残存するフッ化物イオン濃度が高くな ため、ガラス製の器具を使用するとこれを 食してしまう。さらに、本反応では原料の ルボン酸ブロモジフルオロエチルエステル ら脱離した臭素が、おそらく亜ジチオン酸 トリウムのナトリウムによって臭化ナトリ ムに変換されて系内に存在するが、これを 去することなく濃縮し、目的のスルフィン ナトリウム塩と分離しないまま次工程の酸 工程に付すと、副生成物が生成することが るなど、多くの問題があった(比較例2-1およ び比較例2-2参照)。

 そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、 ルフィン化反応時、スルフィン化剤と共に ルボン酸ブロモジフルオロエチルエステル 当量以上のアミンを添加しておくと、ナト ウム塩ではなく、ほぼアンモニウム塩のみ 得られることを見出した。該アンモニウム は下記式[2]
(前記式[2]において、Rは式[1]におけるRと同義 である。A + は前記アミンに由来するアンモニウムイオン を表す。)
で表される新規化合物である。このスルフィ ン酸アンモニウム塩は親油性が高く親水性が 低いため、有機溶媒で容易に抽出することが 可能であり、従って問題となっていたフッ化 物イオンや臭化ナトリウム等の無機塩を、水 洗で除去することができるということも見出 した。そうすることによって反応器の制限を 受けることが無くなり、また次工程の酸化工 程における副反応を抑えることができるよう になるという知見を得た。

 驚くべきことに、該アミンを共存させる とによって、スルフィン化反応が大きく加 され、短時間で完結するという事実も見出 た。

 さらに本発明者らは、前記「有機溶媒で 抽出」の後、該有機層をチオ硫酸金属塩水 液もしくは亜硫酸金属塩水溶液で洗浄する 、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルフィン酸塩の効率的な精製がな し得るだけでなく、後の「酸化工程」で生じ る副生成物(スルフィン化反応の基質である 式[1]で示されるカルボン酸ブロモジフルオ エチルエステル:スルフィン化工程で消失す が、酸化工程で再度生成する)の生成を格段 に抑制できるという知見を得た。

 このように、本発明者らは、レジスト用 酸発生剤製造中間体として、あるいは燃料 池用固体高分子電解質製造中間体として有 な、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフル オロエタンスルフィン酸塩および、その新規 で、大量規模の製造に適した製造法ならびに 精製法を見出した。

 [態様2]
 まず、上記[態様1]の方法(これを「第1工程 とも言う)で得た式[2]で表される2-アルキル ルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフ ィン酸アンモニウム塩を、第2工程である酸 工程に付することで、式[3]
(前記式[3]において、RとA + は式[2]におけるRとA + と同義である。)
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩 を得ることができることを見出した。

 このスルホン酸アンモニウム塩は、やは 新規化合物であり、前記スルフィン酸アン ニウム塩と同様に、親油性が高く親水性が いため、有機溶媒で容易に抽出することが 能である。従って無機塩を含む水溶性の不 物を、水洗で除去することによって、高純 のスルホン酸アンモニウム塩を得ることが きるという知見を見出した。

 このように、本発明者らは、レジスト用 酸発生剤製造中間体として、あるいは燃料 池用固体高分子電解質製造中間体として有 な、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフル オロエタンスルホン酸塩および、その新規で 、大量規模の製造に適した製造法ならびに精 製法を見出した。

 [態様3]
 上記、[態様2]の方法によって合成した、式[ 3]で表される2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩 を、続いて「オニウム塩交換工程1(第3工程) に付すことによって、式[5]で表される2-アル キルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタン ルホン酸オニウム塩を得ることができるこ を見出した(下記反応式[3]参照)。

(前記反応式[3]において、RとA + は式[2]におけるRとA + と同義である。X - は1価のアニオンを示す。Q + は下記式(a)もしくは下記式(b)で示されるスル ホニウムカチオン、または下記式(c)で示され るヨードニウムカチオンを示す。

 前記式(a)において、R 1 、R 2 及びR 3 は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数 1~10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アル ニル基又はオキソアルキル基、又は置換も くは非置換の炭素数6~18のアリール基、アラ キル基又はアリールオキソアルキル基を示 か、あるいはR 1 、R 2 及びR 3 のうちのいずれか2つ以上が相互に結合して 中の硫黄原子と共に環を形成しても良い。

 前記式(b)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。mは1~5の整数、nは0(零)又 1を示す。

 前記式(c)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。qは0(零)~5の整数、nは0(零) 又は1を示す。

 すなわち、この[態様3]の方法によって、 学増幅型レジスト材料に用いられる光酸発 剤して有用な、2-アルキルカルボニルオキ -1,1-ジフルオロエタンスルホン酸オニウム塩 を合成することができることとなった。

 [態様4]
 上述の通り、[態様3]によって合成できる化 物の官能基Rの種類には制限がある。すなわ ち、[態様3]で合成できる化合物の官能基Rは 炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキ 基、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20 脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基から る有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環 ラクトン、あるいは炭素数6~20のアリール基 を表す。(ここで、該アルキル基、脂環式有 基、脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基 らなる有機基、単環式もしくは多環式ラク ン及びアリール基上の水素原子の一部また 全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒドロキ カルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状 しくは環状のアルコキシ基で置換されてい も良い。また、該アルキル基、脂環式有機 もしくは脂環式有機基と直鎖状のアルキレ 基からなる有機基を構成する同一炭素上の2 の水素原子は1つの酸素原子で置換されケト 基となっていても良い。ただし、Rとして、 の構造内に、非共役不飽和部位(二重結合ま は三重結合)を有するものは除く。)」であ 、Rとして、その構造内に、アリール基やヘ ロアリール基のような共役不飽和部位を有 る芳香環以外の、非共役不飽和部位(二重結 合または三重結合)を有するものは除外され 。これは、第3工程(スルフィン化工程)に起 する。すなわち、Rとして、その構造内に非 役不飽和部位(二重結合または三重結合)を するものを、当該第3工程(スルフィン化工程 )の原料とすると、非共役不飽和部位が副反 を起こし、目的とするスルフィン化物を得 ことは困難であることを、発明者らは知っ 。

 非共役不飽和部位(二重結合または三重結 合)を有するRとしては、直鎖、分岐鎖あるい 環状のアルケニル基が例示できる。このよ なアルケニル基としては、具体的に、ビニ 基、アリル基、1-メチルエテニル基、1-メチ ルアリル基、2-メチルアリル基、1-プロペニ 基、イソプロペニル基、2-ブテニル基、3-ブ ニル基、1,3-ブタジエニル基、2-ペンテニル 、4-ペンテニル基、2-ヘキセニル基、5-ヘキ ニル基、シクロプロペニル基、シクロペン ニル基、シクロヘキセニル基、5-ノルボル ン-1-イル基等を挙げることができる(下記反 式[4]および反応式[5];比較例[3]および比較例 [4])。

 このような状況に鑑み、本発明者らは、 記[態様2]で得られた式[3]で表される2-アル ルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ルホン酸アンモニウム塩を出発物質とする新 規合成ルートを見出し、該ルートを採ること によって、上記問題を解決できるという知見 に到達した。

 すなわち、まず、上記[態様2]で得られた式[ 3]で表される2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩 を鹸化反応(塩基性物質存在下の加水分解反 )に付(第3’工程:鹸化工程)し、式[6]
(前記式[6]において、M + は対カチオンを表す。)
で表される2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタ スルホン酸塩を得、次いで、式[7]
(前記式[7]において、X’はヒドロキシル基も くはハロゲンを表す。R’は炭素数1~10の直 状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10 直鎖状もしくは分岐状の少なくとも末端部 重合性二重結合を有するアルケニル基、炭 数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式 機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機 、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクト 、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。 (ここで、該アルキル基、アルケニル基、脂 式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキ ン基からなる有機基、単環式もしくは多環 ラクトン及びアリール基上の水素原子の一 または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒ ロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、 岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換さ ていても良い。また、該アルキル基、アル ニル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機 と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を 成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの酸 素原子で置換されケト基となっていても良い 。さらに該アルキル基上の水素原子の1つは 2-アクリロイルオキシ基もしくは2-メタクリ イルオキシ基で置換されていても良い。))
もしくは式[8]
(前記式[8]において、R’は式[7]におけるR’と 同義である。)
で表されるカルボン酸誘導体と反応させて( 4工程:エステル化工程2)、式[9]
(前記式[9]において、M + は式[6]におけるM + と同義である。R’は式[7]におけるR’と同義 ある。)
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸塩を得、さらに 式[4]で表される一価のオニウム塩
を用いてオニウム塩交換する(第5工程:オニウ ム塩交換工程2)ことで、レジスト用光酸発生 等として有用な、式[10]
で表される2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルホン酸オニウム塩が得 れることを見出した(下記、反応式[6]を参照) 。

 ここで、式[10]で表される2-アルキルカル ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン オニウム塩の置換基R’としては、「その構 内に非共役不飽和部位(二重結合または三重 結合)を有するもの」も含まれる点が重要で る。すなわち、この[態様4]は、化学増幅型 ジスト材料に用いられる光酸発生剤して有 な、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフル ロエタンスルホン酸オニウム塩のうち、置 基R’として、その構造内に非共役不飽和部 位を有するものに対して特に有用である。

 特に、置換基の末端に非共役不飽和部位 有するもの、すなわち2-(ω-アルケニルカル ニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン オニウム塩は、例えば、国際特許2006/121096  A1号公報に開示されている重合性含フッ素ス ホン酸オニウム塩と同様に、他のモノマー 共重合させることによって、レジスト樹脂 に固定させることができ、「レジスト樹脂 持型光酸発生剤」として使用することが可 である。このような「レジスト樹脂担持型 酸発生剤」は、高解像度等の高い性能故に 近年注目されている新しいタイプの光酸発 剤である。そういう意味でも、置換基の末 に非共役不飽和部位を有する2-(ω-アルケニ カルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンス ホン酸オニウム塩は極めて有用である。

 以上の通り、[態様1]~[態様4]を使い分ける ことによって、レジスト材料に用いられる酸 発生剤の中間体、もしくは燃料電池用電解質 中間体として有用な、2-アルキルカルボニル キシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩類 更には光酸発生剤として有用な2-アルキルカ ルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホ 酸オニウム塩類を、幅広い置換基の化合物 つき、製造できることとなり、本発明の完 に至った。

 本発明の反応では、必要な原料はいずれ 安価であり、各段階とも操作は簡便であり 操作上の負担も少なく実施できるため、目 とする2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフ ルオロエタンスルホン酸塩類を工業的規模で 製造する上で、従来の手段よりもはるかに有 利である。

本発明に依れば、下記式[2]で表されるスル フィン酸アンモニウム塩が提供される。

(前記式[2]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素 3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有 基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。( こで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、単環式もしくは多環式ラクトン及びア ール基上の水素原子の一部または全てはフ 素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニ 基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環 のアルコキシ基で置換されていても良い。 た、該アルキル基、脂環式有機基もしくは 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原 は1つの酸素原子で置換されケト基となって いても良い。ただし、Rとして、その構造内 、非共役不飽和部位(二重結合または三重結 )を有するものは除く。)

 さらに、本発明によれば、下記式[3]で表 れるスルホン酸アンモニウム塩が提供され 。

(前記式[3]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素 3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有 基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。( こで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、単環式もしくは多環式ラクトン及びア ール基上の水素原子の一部または全てはフ 素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニ 基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環 のアルコキシ基で置換されていても良い。 た、該アルキル基、脂環式有機基もしくは 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原 は1つの酸素原子で置換されケト基となって いても良い。ただし、Rとして、その構造内 、非共役不飽和部位(二重結合または三重結 )を有するものは除く。)

 上記の式[2]又は[3]のA + は式[I]で示されるアンモニウムイオンであっ てもよい。

(前記式[I]において、G 1 、G 2 およびG 3 は、互いに独立に水素原子、炭素数1~6のアル キル基、炭素数1~6のアルコキシアルキル基、 炭素数3~12のシクロアルキル基、置換されて てもよいフェニル基、置換されていてもよ 炭素数7~12のアラルキル基、置換されていて よいナフチル基、置換されていてもよい炭 数5~10のへテロ芳香族基、またはG 1 、G 2 およびG 3 の少なくとも二つ以上でヘテロ原子を含んで もよい環を表す。)

 さらに、本発明に依れば、式[3]で表され スルホン酸アンモニウムに対応する、トリ チルアンモニウム 2-(1-アダマンタン)カル ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホナー ト及びトリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオ ロ-2-(ピバロイルオキシ)エタンスルホナート 提供される。

本発明に依れば、下記式[1]
で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチ ルエステルを、アミンの存在下、スルフィン 化剤と反応させることを含む、式[2]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム 塩の製造方法(第1方法)が提供される。

(前記式[1]および式[2]において、Rは炭素数1~10 の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素 数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有 基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン 、あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。( こで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、単環式もしくは多環式ラクトン及びア ール基上の水素原子の一部または全てはフ 素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニ 基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環 のアルコキシ基で置換されていても良い。 た、該アルキル基、脂環式有機基もしくは 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原 子は1つの酸素原子で置換されケト基となっ いても良い。ただし、Rとして、その構造内 、非共役不飽和部位(二重結合または三重結 合)を有するものは除く。)A + はアンモニウムイオンを表す。)

下記の2工程を含む、式[3]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩 の製造方法(第2方法)が提供される。

第1工程(スルフィン化工程):下記式[1]
で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチ ルエステルを、アミンの存在下、スルフィン 化剤と反応させ、式[2]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム 塩を得る工程。

第2工程(酸化工程):第1工程(スルフィン化工 程)で得られた、式[2]で表される2-(アルキル ルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタンスル ィン酸アンモニウム塩を酸化剤と反応させ 式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキ )-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニ ム塩を得る工程。

(前記式[1]から式[3]において、Rは炭素数1~10の 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数 3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有機 と直鎖状のアルキレン基からなる有機基、 素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン、 あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。(こ で、該アルキル基、脂環式有機基、脂環式 機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機 、単環式もしくは多環式ラクトン及びアリ ル基上の水素原子の一部または全てはフッ 、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル 、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状 アルコキシ基で置換されていても良い。ま 、該アルキル基、脂環式有機基もしくは脂 式有機基と直鎖状のアルキレン基からなる 機基を構成する同一炭素上の2つの水素原子 は1つの酸素原子で置換されケト基となって ても良い。ただし、Rとして、その構造内に 非共役不飽和部位(二重結合または三重結合 )を有するものは除く。)A + はアンモニウムイオンを表す。)

 さらに、本発明に依れば、第2方法で得られ た式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキ シ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニ ウム塩を、式[4]で表される一価のオニウム塩
によってオニウム塩交換(第3工程:オニウム塩 交換工程1)に付すことを含む、式[5]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸オニウム塩の製 造方法(第3方法)が提供される。

(前記式[4]において、X - は1価のアニオンを示す。前記式[5]において Rは式[1]~式[3]におけるRと同義である。前記 [4]及び式[5]においてQ + は下記式(a)もしくは下記式(b)で示されるスル ホニウムカチオン、または下記式(c)で示され るヨードニウムカチオンを示す。

前記式(a)において、R 1 、R 2 及びR 3 は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数 1~10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アル ニル基又はオキソアルキル基、又は置換も くは非置換の炭素数6~18のアリール基、アラ キル基又はアリールオキソアルキル基を示 か、あるいはR 1 、R 2 及びR 3 のうちのいずれか2つ以上が相互に結合して 中の硫黄原子と共に環を形成しても良い。

前記式(b)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。mは1~5の整数、nは0(零)又 1を示す。

前記式(c)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。qは0(零)~5の整数、nは0(零) 又は1を示す。

 さらに、本発明に依れば、第2方法で得られ た式[3]で表される2-(アルキルカルボニルオキ シ)-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を鹸化 (第3’工程:鹸化工程)し、式[6]
で表される2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタ スルホン酸塩を得、次いで、2-ヒドロキシ-1, 1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を式[7]
もしくは式[8]
で表されるカルボン酸誘導体と反応させて( 4工程:エステル化工程2)、式[9]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸塩を得、さらに 式2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオ ロエタンスルホン酸塩を[4]で表される一価の オニウム塩
によってオニウム塩交換(第5工程:オニウム塩 交換工程2)に付すことを含む、式[10]
で表される2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸オニウム塩の製 造方法(第4方法)が提供される。

(前記式[6]および式[9]において、M + は対カチオンを表す。前記式[7]において、X はヒドロキシル基もしくはハロゲンを表す 前記式[7]~式[10]において、R’は炭素数1~10の 鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1 ~10の直鎖状もしくは分岐状の少なくとも末端 部に重合性二重結合を有するアルケニル基、 炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラク トン、あるいは炭素数6~20のアリール基を表 (ここで、該アルキル基、アルケニル基、脂 式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキ ン基からなる有機基、単環式もしくは多環 ラクトン及びアリール基上の水素原子の一 または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒ ロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、 岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換さ ていても良い。また、該アルキル基、アル ニル基、脂環式有機基もしくは脂環式有機 と直鎖状のアルキレン基からなる有機基を 成する同一炭素上の2つの水素原子は1つの 素原子で置換されケト基となっていても良 。さらに該アルキル基上の水素原子の1つは 2-アクリロイルオキシ基もしくは2-メタクリ ロイルオキシ基で置換されていても良い。) 前記式[10]において、Q + は式[4]および式[5]におけるQ + と同義である。)

 第1又は第2方法のカルボン酸ブロモジフ オロエチルエステルは、2-ブロモ-2,2-ジフル ロエタノールのエステル化によって得られ ものであってもよい。

 第1又は第2方法のスルフィン化反応によ て得られる2-(アルキルカルボニルオキシ)-1,1 -ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウ 塩の粗体を、有機溶媒で抽出し、その有機 媒からなる層を、水で洗浄して精製しても い。

 あるいは、第1又は第2方法のスルフィン 反応によって得られる2-(アルキルカルボニ オキシ)-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸 ンモニウム塩の粗体を、有機溶媒で抽出し その有機溶媒からなる層を、チオ硫酸金属 水溶液もしくは亜硫酸金属塩水溶液で洗浄 て精製してもよい。

 第2方法の酸化反応によって得られる2-(ア ルキルカルボニルオキシ)-1,1-ジフルオロエタ ンスルホン酸アンモニウム塩の粗体を、有機 溶媒で抽出し、その有機溶媒からなる層を、 水で洗浄して精製してもよい。

詳細な説明

 本発明によれば、カルボン酸ブロモジフ オロエチルエステルを原料に用いて、半導 素子などの製造工程における微細加工技術 特にフォトリソグラフィーに適した化学増 レジスト材料として有用な、光酸発生剤を 造するための中間体として、あるいは燃料 池等に用いられる固体電解質を製造するた の中間体として有用な含フッ素スルホン酸 類を簡便に、収率良く、工業的規模で製造 きるという効果を奏する。さらに、本発明 よれば、光酸発生剤として機能する含フッ スルホン酸塩オニウム類を簡便に、収率良 、工業的規模で製造できるという効果を奏 る。

 以下、本発明につき、さらに詳細に説明 る。

 [スルフィン酸アンモニウム塩]
 本発明のスルフィン酸アンモニウム塩は、 記式[2]で表される。

 前記式[2]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素 3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有 基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。( こで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、単環式もしくは多環式ラクトン及びア ール基上の水素原子の一部または全てはフ 素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニ 基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環 のアルコキシ基で置換されていても良い。 た、該アルキル基、脂環式有機基もしくは 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原 は1つの酸素原子で置換されケト基となって いても良い。ただし、Rとして、その構造内 、非共役不飽和部位(二重結合または三重結 )を有するものは除く。)

 A + で示されるアンモニウムイオンは具体的に、 アンモニウムイオン(NH 4 + )、メチルアンモニウムイオン(MeNH 3 + )、ジメチルアンモニウムイオン(Me 2 NH 2 + )、トリメチルアンモニウムイオン(Me 3 NH + )、エチルアンモニウムイオン(EtNH 3 + )、ジエチルアンモニウムイオン(Et 2 NH 2 + )、トリエチルアンモニウムイオン(Et 3 NH + )、n-プロピルアンモニウムイオン(n-PrNH 3 + )、ジ-n-プロピルアンモニウムイオン(n-Pr 2 NH 2 + )、トリ-n-プロピルアンモニウムイオン(n-Pr 3 NH + )、i-プロピルアンモニウムイオン(i-PrNH 3 + )、ジ-i-プロピルアンモニウムイオン(i-Pr 2 NH 2 + )、トリ-i-プロピルアンモニウムイオン(i-Pr 3 NH + )、n-ブチルアンモニウムイオン(n-BuNH 3 + )、ジ-n-ブチルアンモニウムイオン(n-Bu 2 NH 2 + )、トリ-n-ブチルアンモニウムイオン(n-Bu 3 NH + )、sec-ブチルアンモニウムイオン(sec-BuNH 3 + )、ジ-sec-ブチルアンモニウムイオン(sec-Bu 2 NH 2 + )、トリ-sec-ブチルアンモニウムイオン(sec-Bu 3 NH + )、tert-ブチルアンモニウムイオン(t-BuNH 3 + )、ジ-tert-ブチルアンモニウムイオン(t-Bu 2 NH 2 + )、トリ-tert-ブチルアンモニウムイオン(t-Bu 3 NH + )、ジイソプロピルエチルアンモニウム(i-Pr 2 EtNH + )、フェニルアンモニウムイオン(PhNH 3 + )、ジフェニルアンモニウムイオン(Ph 2 NH 2 + )、トリフェニルアンモニウムイオン(Ph 3 NH + )、テトラメチルアンモニウムイオン(Me 4 N + )、テトラエチルアンモニウムイオン(Et 4 N + )、トリメチルエチルアンモニウムイオン(Me 3 EtN + )、テトラ-n-プロピルアンモニウムイオン(n-Pr 4 N + )、テトラ-i-プロピルアンモニウムイオン(i-Pr 4 N + )、テトラ-n-ブチルアンモニウムイオン(n-Bu 4 N + ) もしくは下記の構造を有するイオンが例示で きる。

 これらのうち、A + は、下記式[I]で示されるアンモニウムイオン であることが好ましい。

前記式[I]において、G 1 、G 2 およびG 3 は、互いに独立に水素原子、炭素数1~6のアル キル基、炭素数1~6のアルコキシアルキル基、 炭素数3~12のシクロアルキル基、置換されて てもよいフェニル基、置換されていてもよ 炭素数7~12のアラルキル基、置換されていて よいナフチル基、置換されていてもよい炭 数5~10のへテロ芳香族基、またはG 1 、G 2 およびG 3 の少なくとも二つ以上でヘテロ原子を含んで もよい環を表す。

 具体的には、トリメチルアンモニウムイオ (Me 3 NH + )、トリエチルアンモニウムイオン(Et 3 NH + )、トリ-n-プロピルアンモニウムイオン(n-Pr 3 NH + )、トリ-i-プロピルアンモニウムイオン(i-Pr 3 NH + )、トリ-n-ブチルアンモニウムイオン(n-Bu 3 NH + )、トリ-sec-ブチルアンモニウムイオン(sec-Bu 3 NH + )、トリ-tert-ブチルアンモニウムイオン(t-Bu 3 NH + )、ジイソプロピルエチルアンモニウム(n-Pr 2 EtNH + )、トリフェニルアンモニウムイオン(Ph 3 NH + )、もしくは下記の構造を有するイオンが例 できる。

 これらの中でも特に、トリメチルアンモニ ムイオン(Me 3 NH + )、トリエチルアンモニウムイオン(Et 3 NH + )、ジイソプロピルエチルアンモニウム(n-Pr 2 EtNH + )が好ましい。

 次いで、Rについて具体的に例示すると、 以下のようになる。

 炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアル キル基としては、例えば、メチル基、エチル 基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基 、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、 n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n- シル基等を挙げることができる。

 炭素数3~20の脂環式有機基、としては、例 えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基 、アダマンチル基、ノルボルニル基、カンホ ロイル基、シクロペンチルメチル基、シクロ ペンチルエチル基、シクロヘキシルメチル基 、シクロヘキシルエチル基、アダマンチルメ チル基、アダマンチルエチル基、ノルボルニ ルメチル基、ノルボルニルエチル基、カンホ ロイルメチル基、カンホロイルエチル基等を 挙げることができる。

 炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアル キレン基からなる有機基とは、「脂環式有機 基と直鎖状のアルキレン基の1つの価が結合 ている有機基」をあらわし、具体的には、 えば、シクロプロピルメチル基、シクロブ ルメチル基、シクロペンチルメチル基、シ ロヘキシルメチル基、ボルニルメチル基、 ルボルニルメチル基、アダマンチルメチル 等を挙げることができる。

 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクト ンとしてはγ-ブチロラクロン、γ-バレロラク トン、アンゲリカラクトン、γ-ヘキサラクト ン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、 γ-ノナラクトン、3-メチル-4-オクタノライド( ウイスキーラクトン)、γ-デカラクトン、γ- ンデカラクトン、γ-ドデカラクトン、γ-ジ スモラクトン(7-デセノラクトン)、δ-ヘキサ クトン、4,6,6(4,4,6)-トリメチルテトラヒドロ ピラン-2-オン、δ-オクタラクトン、δ-ノナラ クトン、δ-デカラクトン、δ-2-デセノラクト 、δ-ウンデカラクトン、δ-ドデカラクトン δ-トリデカラクトン、δ-テトラデカラクト 、ラクトスカトン、ε-デカラクトン、ε-ド カラクトン、シクロヘキシルラクトン、ジ スミンラクトン、シスジャスモンラクトン メチルγ-デカラクトンあるいは下記のもの 挙げられる。

 炭素数6~20のアリール基としては、例えば 、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-ト リル基、p-ヒドロキシフェニル基、1-ナフチ 基、1-アントラセニル基、ベンジル基等を挙 げることができる。

 なお、上述した通り、該アルキル基、脂 式有機基、脂環式有機基と直鎖状のアルキ ン基からなる有機基、単環式もしくは多環 ラクトン及びアリール基上の水素原子の一 または全てはフッ素、ヒドロキシル基、ヒ ロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状、 岐状もしくは環状のアルコキシ基で置換さ ていても良い。また、該アルキル基、脂環 有機基もしくは脂環式有機基と直鎖状のア キレン基からなる有機基を構成する同一炭 上の2つの水素原子は1つの酸素原子で置換 れケト基となっていても良い。ただし、Rと て、その構造内に、非共役不飽和部位(二重 結合または三重結合)を有するものは除く。

 [スルホン酸アンモニウム塩]
 本発明のスルホン酸アンモニウム塩は、下 式[3]で表される。

 前記式[3]において、A + はアンモニウムイオンを表し、Rは炭素数1~10 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素 3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の脂環式有 基と直鎖状のアルキレン基からなる有機基 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクトン あるいは炭素数6~20のアリール基を表す。( こで、該アルキル基、脂環式有機基、脂環 有機基と直鎖状のアルキレン基からなる有 基、単環式もしくは多環式ラクトン及びア ール基上の水素原子の一部または全てはフ 素、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニ 基、炭素数1~6の直鎖状、分岐状もしくは環 のアルコキシ基で置換されていても良い。 た、該アルキル基、脂環式有機基もしくは 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基を構成する同一炭素上の2つの水素原 は1つの酸素原子で置換されケト基となって いても良い。ただし、Rとして、その構造内 、非共役不飽和部位(二重結合または三重結 )を有するものは除く。)

 ここで、A + の具体例およびRの具体例は、上述した式[2] 表されるスルフィン酸アンモニウム塩の項 例示したものを再び例示することができる

 その中でも特に、下式[14]
で示されるトリエチルアンモニウム 2-(1-ア マンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロ タンスルホナートおよび下式[15]
で示されるトリエチルアンモニウム 1,1-ジフ ルオロ-2-(ピバロイルオキシ)エタンスルホナ トが、有用な光酸発生剤を得るための原料 して有用である。

 [製造方法の概要]
 次いで、製造方法に関する発明について説 する。本発明は下記反応式[7]
に表す通り、式[1]で表されるカルボン酸ブロ モジフルオロエチルエステルをスルフィン化 剤とアミンの存在下で反応させ、式[2]で表さ れる2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフル ロエタンスルフィン酸アンモニウム塩(本発 の態様1の目的物)を得る工程(第1工程:スル ィン化工程)、得られた式[2]で表される2-ア キルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタン スルフィン酸アンモニウム塩を酸化剤と反応 させ、式[3]で表される2-アルキルカルボニル キシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アン ニウム塩(本発明の態様2の目的物)を得る工 (第2工程:酸化工程)、得られた式[3]で表され 2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロ エタンスルホン酸アンモニウム塩を式[4]で表 される一価のオニウム塩を用いてオニウム塩 交換し、式[5]で表される2-アルキルカルボニ オキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸オ ウム塩(本発明の態様3の目的物)を得る工程( 3工程:オニウム塩交換工程1)の3つの工程を む。この工程を経ることによって、式[5]に けるRとして、非共役不飽和部位(二重結合ま たは三重結合)を持たない、2-アルキルカルボ ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸 ニウム塩を得ることができる。

 非共役不飽和部位(二重結合または三重結 合)を有するものに関しては、第2工程で得ら た式[3]で表される2-アルキルカルボニルオ シ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニ ウム塩を鹸化して、式[6]で表される2-ヒドロ シ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を得 工程(第3’工程:鹸化工程)、得られた式[6]で される2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンス ルホン酸塩をエステル化して、式[9]で表され る2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオ エタンスルホン酸塩を製造する工程([第4工 ]:エステル化工程2)、さらに式[4]で表される 価のオニウム塩を用いてオニウム塩交換(第 5工程:オニウム塩交換工程2)する工程、の3つ 程を経ることによって得ることができる。 うして、式[10]におけるR’として、非共役 飽和部位(二重結合または三重結合)を持つ、 2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロ タンスルホン酸オニウム塩も、式[1]で表さ るカルボン酸ブロモジフルオロエチルエス ルから5つの工程を経由して得ることができ 。

 出発原料の式[1]で表されるカルボン酸ブ モジフルオロエチルエステルは、2-ブロモ-2 ,2-ジフルオロエタノールをエステル化する工 程([前工程]:エステル化工程1)を経ることによ って、容易に製造することができる。

 以下、各工程に関して詳細に説明する。

 [第1工程:スルフィン化工程]
 まず、本発明の第1工程について説明する。 第1工程は、式[1]で表されるカルボン酸ブロ ジフルオロエチルエステルをスルフィン化 と有機塩基の存在下で反応させ、2-アルキル カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ィン酸アンモニウム塩を得る工程(スルフィ ン化工程)である。

 まず、本工程で使用されるスルフィン化剤 、式[16]
(前記式[16]において、S 1 はS 2 O 4 、HOCH 2 SO 2 、SO 4 またはHSO 4 を表し、mおよびnは整数を表し、pは0(零)もし くは整数を表す。M 1 はLi、Na、KもしくはNH 4 を表す。)
で表されるものが使用できるが、具体的には 亜ジチオン酸リチウム、亜ジチオン酸ナトリ ウム、亜ジチオン酸カリウム、亜ジチオン酸 アンモニウム、ヒドロキシメタンスルフィン 酸リチウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸 ナトリウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸 カリウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸ア ンモニウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリ ウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウム 、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素ナトリウ ム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモ ニウム等が例示される。この中で亜ジチオン 酸ナトリウム、亜ジチオン酸カリウムが好ま しく、亜ジチオン酸ナトリウムが特に好まし い。

 スルフィン化剤のカルボン酸ブロモジフ オロエチルエステル[1]に対するモル比は、 常、0.5~10、好ましくは0.9~5.0であり、特に好 ましくは1.0~2.0である。

 本反応は空気中でも実施することができ が、空気中の水分によってスルフィン化剤 分解する場合がある。したがって窒素やア ゴン雰囲気で実施するのが好ましい。

 一般に、スルフィン化剤を使用したスル ィン化反応は、塩基を添加しなくても進行 る場合があるが、添加することによって反 を促進させることができるため、通常添加 る。添加される塩基としては、一般に、炭 ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト ウム、炭酸水素カリウム等の無機塩基が使 されるが、これに対し本発明では塩基とし アミンを使用するのが大きな特徴である。

 本工程で使用する(共存させる)有機塩基は 前述の式[2]においてA + として例示した各種アンモニウムイオンから プロトン(H + )を除いたフリーのアミンである。例えば、 ンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチ アミン、トリエチルアミン、n-プロピルアミ ン、ジ-n-プロピルアミン、トリ-n-プロピルア ミン、i-プロピルアミン、ジ-i-プロピルアミ 、トリ-i-プロピルアミン、n-ブチルアミン ジ-n-ブチルアミン、トリ-n-ブチルアミン、se c-ブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、トリ-s ec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、ジ-tert- チルアミン、トリ-tert-ブチルアミン、ジイ プロピルエチルアミン、フェニルアミン、 フェニルアミン、トリフェニルアミンもし は下記の構造を有する有機塩基が例示でき 。

 これらのうち、トリメチルアミン、トリエ ルアミン、トリ-n-プロピルアアミン、トリ- i-プロピルアアミン、トリ-n-ブチルアミン、 リ-sec-ブチルアミン、トリ-tert-ブチルアミ 、ジイソプロピルエチルアミン、トリフェ ルアミン、および下記の構造を有する有機 基
が好ましい有機塩基として例示できる。

 これらの中でも特に、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 ミンが、容易に入手できるばかりでなく、 ルフィン化反応の反応性向上が顕著であり なおかつ得られる2-アルキルカルボニルオ シ-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモ ニウム塩の脂溶性も十分に向上するため、好 ましい。

 有機塩基のカルボン酸ブロモジフルオロ チルエステル[1]に対するモル比は、通常、1 .0~10.0、好ましくは1.1~2.0である。モル比が1.0 りも少ないと、スルフィン化剤由来のカチ ン(ナトリウムイオン、カリウムイオン、リ チウムイオン等の金属カチオン)により、2-ア ルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタ スルフィン酸金属塩が副生してしまう。こ 場合、後工程においてアンモニウム塩と金 塩の分離が困難になるばかりか、目的物の 率も低下させるので好ましくない。また、 ル比が10.0を超えても問題は無いが、経済的 に不利なので好ましくない。

 この反応は、好ましくは有機溶媒と水と 混合溶媒中で行われる。前記有機溶媒とし は、例えば、低級アルコール類、テトラヒ ロフラン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N- メチルアセトアミド、アセトニトリル、ジ チルスルホキシド等の、水との相溶性のよ 溶媒が好ましく、さらに好ましくは、メタ ール、N,N-ジメチルアセトアミド、アセトニ リル、ジメチルスルホキシド等であり、特 好ましくはアセトニトリルである。

 有機溶媒の使用割合は、有機溶媒と水と 合計100重量部に対して、通常、5重量部以上 、好ましくは10重量部以上、さらに好ましく 20~90重量部である。

 反応温度は、通常、0~200℃、好ましくは30 ~100℃である。反応時間は、通常、0.1~12時間 好ましくは0.5~6時間であるが、薄層クロマト グラフィー(TLC)や核磁気共鳴装置(NMR)などの 析機器を使用し,原料であるカルボン酸ブロ ジフルオロエチルエステル[1]が消費された 点を反応の終点とすることが好ましい。な 、反応温度が有機溶媒あるいは水の沸点よ 高い場合は、オートクレーブなどの耐圧容 を使用する。

 ここで、反応時間に関して、同一の構造 カルボン酸ブロモジフルオロエチルエステ [1]を基質に用いて比較した場合、炭酸ナト ウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム 炭酸水素カリウム等の無機塩基を使用する 、有機塩基を使用する場合に比べて反応時 が数倍から数十倍になる。具体的には15時 から120時間程度かかる。場合によっては反 が完結しない。このような場合には、反応 を二層分離し、水層を廃棄した後に、再度 、スルフィン化剤そして塩基を添加して、 応を再開させるなどの操作を施さないと反 を完結させることができず、目的とするス フィン化体を高い収率で得ることはできな 。これに対し、塩基としてアミンを使用し 場合には、反応は著しく加速され、場合に っては反応を数十分で完結させることがで る。このように、反応時間を著しく短縮さ ることができるのが、本発明において塩基 してアミンを使用することの効果の1つであ 。

 次に反応後の処理について述べる。本発 の第1工程においては、アミンを塩基として 使用しているために、得られる2-アルキルカ ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフ ン酸アンモニウム塩の脂溶性は向上してい 。この結果、反応液(水と、水との相溶性の い有機溶媒からなる均一な液体、もしくは 層に分離することが可能ではあるが、水が け込んだ有機層と有機溶媒が溶け込んだ水 からなる液体)の中から、水溶性の低い、も しくは水溶性の無い有機溶媒を使用して目的 とするスルフィン酸アンモニウム塩を抽出す ることが可能になる。このような溶媒として は、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロ ゲン系の溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプ ロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル のエーテル系溶媒、もしくは酢酸エチル、 酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒が例示で る。

 次いでこの有機層を水等で洗浄すること よって、有機層中に混入した無機物等を除 することもできる。特に問題となるのは、 反応で微量副生するフッ素イオンである。 機溶媒を使用してアンモニウム塩を抽出す ことができれば、洗浄等によって残存する ッ素イオンを除去することが可能となる(実 施例1-2、実施例2-2、比較例1-2参照)。

 また、本反応では、原料のカルボン酸ブ モジフルオロエチルエステルから臭素が脱 するため、反応液中には原料と当量の臭素 が存在する。この臭素痕を含んだまま、次 程の酸化反応を実施すると、臭素痕も酸化 れ、臭素化能を有した化学種(おそらく臭素 )が発生し、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルフィン酸アンモニウム を臭素化して、原料のカルボン酸ブロモジ ルオロエチルエステルを副生させてしまう ところが、2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウム 塩を非水溶性の有機溶媒で抽出し、該有機溶 媒をチオ硫酸ナトリウム水溶液もしくは亜硫 酸ナトリウム水溶液で洗浄すると、臭素痕が 処理され、次工程の酸化反応でのカルボン酸 ブロモジフルオロエチルエステルの副生を抑 制できるという知見を見出した(実施例1-3、 施例2-3、比較例2-1および比較例2-3参照)。

 使用されるチオ硫酸ナトリウムもしくは 硫酸ナトリウムの、カルボン酸ブロモジフ オロエチルエステル[1]に対するモル比は、 常、0.1~10.0、好ましくは1.0~5.0である。使用 れるチオ硫酸ナトリウム水溶液もしくは亜 酸ナトリウム水溶液の濃度は、通常、3重量 %から飽和状態までであるが、5~25重量%が好ま しい。

 一方、無機塩基を使用して得られる2-ア キルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタン スルフィン酸金属塩は、アンモニウム塩に比 べて脂溶性が低く、むしろ水溶性が高い。従 って、有機溶媒による抽出は困難になり、抽 出できたとしてもその水溶性故に水層への分 配も多く、高い収率で目的とするスルフィン 酸金属塩を得ることが困難になる。そのため 、収率良くスルフィン酸金属塩を得るために は反応液を全て濃縮しなければならなくなる 。一般に水の濃縮は有機溶媒の濃縮よりも困 難である。さらに、前述したとおり、本反応 で微量ではあるがフッ素イオン副生するが、 これを除去せずに濃縮していくと、徐々に高 濃度となり、ガラスの器具を腐食してしまう 。また、前述したとおり、臭素痕を除去しな いと、後の工程に支障が生じる。このように 、目的とするスルフィン化体の脂溶性を高め ることによって、収率を向上させ、単離操作 の効率を向上させることのみならず、無機不 純物、特にフッ化物イオンや臭素痕を除去し やすくすることが、本発明において有機塩基 を使用することの別の効果である。

 こうして、例えば有機溶媒で抽出し、有 層を水およびチオ硫酸ナトリウム水溶液(も しくは亜硫酸ナトリウム水溶液)等で洗浄し さらに有機層から溶媒を留去することによ て、目的のスルフィン酸アンモニウム塩を ることができる。場合によっては再結晶等 精製することも可能である。

 [第2工程:酸化工程]
 次に、本発明の第2工程について説明する。 第2工程は、第1工程で得られた2-アルキルカ ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフィ ン酸アンモニウム塩類[2]を酸化剤と反応させ 、式[3]で表される2-アルキルカルボニルオキ -1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニ ム塩を得る工程(酸化工程)である。

 本工程で使用される酸化剤としては、過 化水素のほか、メタクロロ過安息香酸、t- チルヒドロペルオキシド、ペルオキシ硫酸 リウム、過マンガン酸カリウム、過ホウ酸 トリウム、メタヨウ素酸ナトリウム、クロ 酸、二クロム酸ナトリウム、ハロゲン、ヨ ドベンゼンジクロリド、ヨードベンゼンジ セテート、酸化オスミウム(VIII)、酸化ルテ ウム(VIII)、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素 ナトリウム、酸素ガス、オゾンガス等を挙 ることができ、好ましくは、過酸化水素、 タクロロ過安息香酸、t-ブチルヒドロペルオ キシド等である。

 酸化剤の2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- ジフルオロエタンスルフィン酸塩アンモニウ ム類に対するモル比は、通常、0.9~10.0、好ま くは1.0~2.0である。原料のスルフィン酸アン モニウム塩類が粗体であり、正確なモル量が わからない場合には、スルフィン化前の式[1] で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエチ ルエステルのモル量に対して酸化剤を加えれ ば良い。

 また、前記酸化剤と共に遷移金属触媒を 用することもできる。前記遷移金属触媒と ては、例えば、タングステン酸二ナトリウ 、塩化鉄(III)、塩化ルテニウム(III)、酸化セ レン(IV)等を挙げることができ、好ましくは ングステン酸二ナトリウムである。

 遷移金属触媒の2-アルキルカルボニルオ シ-1,1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモ ニウム塩類に対するモル比は、通常、0.0001~1. 0、好ましくは0.001~0.5、さらに好ましくは0.001 ~0.1である。

 さらに、前記酸化剤および遷移金属触媒 加え、反応液のpH調整の目的で、緩衝剤を 用することもできる。前記緩衝剤としては 例えば、リン酸水素二ナトリウム、リン酸 水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、 ン酸二水素カリウム等を挙げることができ 。緩衝剤の2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルフィン酸塩類に対する ル比は、通常、0.01~2.0、好ましくは0.03~1.0、 さらに好ましくは0.05~0.5である。

 この反応は、通常、反応溶媒中で行われ 。前記反応溶媒としては、水や、例えば、 級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N- ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセト ミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキ ド、酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機溶媒 好ましく、さらに好ましくは、水、メタノ ル、N,N-ジメチルアセトアミド、アセトニト ル、ジメチルスルホキシド等であり、特に ましくは水、メタノールである。

 また必要に応じて、有機溶媒と水とを併 することもでき、その場合の有機溶媒の使 割合は、有機溶媒と水との合計100重量部に して、通常、5重量部以上、好ましくは10重 部以上、さらに好ましくは20~90重量部であ 。反応溶媒の2-アルキルカルボニルオキシ-1, 1-ジフルオロエタンスルフィン酸アンモニウ 塩類1重量部に対する使用量は、通常、1~100 量部、好ましくは2~100重量部、さらに好ま くは5~50重量部である。

 反応温度は、通常、0~100℃、好ましくは5~ 60℃、さらに好ましくは5~40℃であり、反応時 間は、通常、0.1~72時間、好ましくは0.5~24時間 であり、さらに好ましくは0.5~12時間であるが 、薄層クロマトグラフィー(TLC)や核磁気共鳴 置(NMR)などの分析機器を使用し,原料である2 -アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエ タンスルフィン酸アンモニウム塩類が消費さ れた時点を反応の終点とすることが好ましい 。

 次に反応後の処理について述べる。前述 第1工程において、塩基としてアミンを使用 しているため、得られる2-アルキルカルボニ オキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸ア モニウム塩の脂溶性は向上している。この 果、反応液(一般に、水もしくはメタノール 主成分)の中から、水溶性の低い、もしくは 水溶性の無い有機溶媒を使用して目的とする スルホン酸アンモニウム塩を抽出することが 可能になる。このような溶媒としては、クロ ロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系の 溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエ ーテル、tert-ブチルメチルエーテル等のエー ル系溶媒、もしくは酢酸エチル、酢酸ブチ 等の酢酸エステル系溶媒が例示できる。

 次いでこの有機層を水等で洗浄すること よって、有機層中に混入した無機塩を含む 溶性の不純物を除去することができ、得ら る2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルホン酸アンモニウム塩の純度を 向上させることができる(実施例1-3、実施例2- 3、比較例2-1、比較例2-2参照)。

 この場合の水の使用割合は、2-アルキル ルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフ ィン酸アンモニウム塩類1重量部に対して、 常、1~100重量部、好ましくは2~100重量部、さ に好ましくは5~50重量部である。

 得られた2-アルキルカルボニルオキシ-1,1- ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩 は、場合によっては再結晶等で精製すること も可能である。

 [第3工程:オニウム塩交換工程1]
 次いで、本発明の第3工程について説明する 。第3工程は、第2工程で得られた式[3]で表さ る2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルホン酸アンモニウム塩を、式[4]
で表される一価のオニウム塩を用いてオニウ ム塩交換し、式[5]で表される2-アルキルカル ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン オニウム塩を得る工程(オニウム塩交換工程1 )である。

 式[4]に含まれるオニウムカチオンQ + については、下記式(a)もしくは下記式(b)で示 されるスルホニウムカチオン、または下記式 (c)で示されるヨードニウムカチオンを示す。

前記式(a)において、R 1 、R 2 及びR 3 は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数 1~10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アル ニル基又はオキソアルキル基、又は置換も くは非置換の炭素数6~18のアリール基、アラ キル基又はアリールオキソアルキル基を示 か、あるいはR 1 、R 2 及びR 3 のうちのいずれか2つ以上が相互に結合して 中の硫黄原子と共に環を形成しても良い。

前記式(b)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。mは1~5の整数、nは0(零)又 1を示す。

 前記式(c)において、R 4 は置換もしくは非置換の炭素数1~20の直鎖状 分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニ 基、又は置換もしくは非置換の炭素数6~14の リール基を示す。qは0(零)~5の整数、nは0(零) 又は1を示す。

 以下に式(a)および式(b)で示されるスルホ ウムカチオン、式(c)で示されるヨードニウ カチオンについて詳述する。

  式(a)で示されるスルホニウムカチ オン
 式(a)におけるR 1 、R 2 及びR 3 としては具体的に以下のものが挙げられる。 アルキル基として、メチル基、エチル基、n- ロピル基、イソプロピル基、シクロプロピ 基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル 、tert-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペン チル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、2-エチ ルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘ プチル基、4-メチルシクロヘキシル基、シク ヘキシルメチル基、n-オクチル基、n-デシル 基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、 シクロ[2.2.1]ヘプテン-2-イル基、1-アダマン ンメチル基、2-アダマンタンメチル基等が挙 げられる。アルケニル基としては、ビニル基 、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘ キセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げら れる。オキソアルキル基としては、2-オキソ クロペンチル基、2-オキソシクロヘキシル 、2-オキソプロピル基、2-オキソエチル基、2 -シクロペンチル-2-オキソエチル基、2-シクロ ヘキシル-2-オキソエチル基、2-(4-メチルシク ヘキシル)-2-オキソエチル基等を挙げること ができる。アリール基としては、フェニル基 、ナフチル基、チエニル基等やp-メトキシフ ニル基、m-メトキシフェニル基、o-メトキシ フェニル基、p-エトキシフェニル基、p-tert-ブ トキシフェニル基、m-tert-ブトキシフェニル 等のアルコキシフェニル基、2-メチルフェニ ル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニ 基、エチルフェニル基等のアルキルフェニ 基、メチルナフチル基、エチルナフチル基 のアルキルナフチル基、ジエチルナフチル 等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナ チル基、ジエトキシナフチル基等のジアル キシナフチル基等が挙げられる。アラルキ 基としては、ベンジル基、1-フェニルエチル 基、2-フェニルエチル基等が挙げられる。ア ールオキソアルキル基としては、2-フェニ -2-オキソエチル基、2-(1-ナフチル)-2-オキソ チル基、2-(2-ナフチル)-2-オキソエチル基等 2-アリール-2-オキソエチル基等が挙げられる 。また、R 1 、R 2 及びR 3 のうちのいずれか2つ以上が相互に結合して 黄原子を介して環状構造を形成する場合に 、1,4-ブチレン、3-オキサ-1,5-ペンチレン等が 挙げられる。更には置換基としてアクリロイ ルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等の重 合可能な置換基を有するアリール基が挙げら れ、具体的には4-(アクリロイルオキシ)フェ ル基、4-(メタクリロイルオキシ)フェニル基 4-ビニルオキシフェニル基、4-ビニルフェニ ル基等が挙げられる。

 より具体的に式(a)で示されるスルホニウ カチオンを示すと、トリフェニルスルホニ ム、(4-tert-ブチルフェニル)ジフェニルスル ニウム、ビス(4-tert-ブチルフェニル)フェニ スルホニウム、トリス(4-tert-ブチルフェニ )スルホニウム、(3-tert-ブチルフェニル)ジフ ニルスルホニウム、ビス(3-tert-ブチルフェ ル)フェニルスルホニウム、トリス(3-tert-ブ ルフェニル)スルホニウム、(3,4-ジtert-ブチル フェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4- ジtert-ブチルフェニル)フェニルスルホニウム 、トリス(3,4-ジtert-ブチルフェニル)スルホニ ム、(4-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルス ホニウム、ビス(4-tert-ブトキシフェニル)フ ニルスルホニウム、トリス(4-tert-ブトキシ ェニル)スルホニウム、(3-tert-ブトキシフェ ル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3-tert-ブ キシフェニル)フェニルスルホニウム、トリ (3-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、(3,4 -ジtert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホ ウム、ビス(3,4-ジtert-ブトキシフェニル)フェ ニルスルホニウム、トリス(3,4-ジtert-ブトキ フェニル)スルホニウム、ジフェニル(4-チオ ェノキシフェニル)スルホニウム、(4-tert-ブ キシカルボニルメチルオキシフェニル)ジフ ェニルスルホニウム、トリス(4-tert-ブトキシ ルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニル スルホニウム、(4-tert-ブトキシフェニル)ビス (4-ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、 リス(4-ジメチルアミノフェニル)スルホニウ 、2-ナフチルジフェニルスルホニウム、ジ チル(2-ナフチル)スルホニウム、(4-ヒドロキ フェニル)ジメチルスルホニウム、(4-メトキ シフェニル)ジメチルスルホニウム、トリメ ルスルホニウム、(2-オキソシクロヘキシル) クロヘキシルメチルスルホニウム、トリナ チルスルホニウム、トリベンジルスルホニ ム、ジフェニルメチルスルホニウム、ジメ ルフェニルスルホニウム、2-オキソ-2-フェ ルエチルチアシクロペンタニウム、ジフェ ル 2-チエニルスルホニウム、4-n-ブトキシナ フチル-1-チアシクロペンタニウム、2-n-ブト シナフチル-1-チアシクロペンタニウム、4-メ トキシナフチル-1-チアシクロペンタニウム、 2-メトキシナフチル-1-チアシクロペンタニウ 等が挙げられる。より好ましくはトリフェ ルスルホニウム、(4-tert-ブチルフェニル)ジ ェニルスルホニウム、(4-tert-ブトキシフェ ル)ジフェニルスルホニウム、トリス(4-tert- チルフェニル)スルホニウム、(4-tert-ブトキ カルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニ スルホニウム等が挙げられる。

 更には、4-(メタクリロイルオキシ)フェニ ルジフェニルスルホニウム、4-(アクリロイル オキシ)フェニルジフェニルスルホニウム、4- (メタクリロイルオキシ)フェニルジメチルス ホニウム、4-(アクリロイルオキシ)フェニル ジメチルスルホニウム等が挙げられる。これ ら重合可能なスルホニウムカチオンに関して は、特開平4-230645号公報、特開2005-84365号公報 等を参考にすることができる。

  式(b)で示されるスルホニウムカチ オン
 式(b)におけるR 4 -(O) n -基の置換基位置は特に限定されるものでは いが、フェニル基の4位あるいは3位が好まし い。より好ましくは4位である。ここでnは0( )又は1である。R 4 としては、具体的に、メチル基、エチル基、 n-プロピル基、sec-プロピル基、シクロプロピ ル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、iso-ブチル 、tert-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペン ル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n- オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、1-ア ダマンチル基、2-アダマンチル基、ビシクロ[ 2.2.1]ヘプテン-2-イル基、フェニル基、4-メト シフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、4- フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、 10-アントラニル基、2-フラニル基、更にn=1の 合に、アクリロイル基、メタクリロイル基 ビニル基、アリル基が挙げられる。

 具体的なスルホニウムカチオンとしては (4-メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム 、(4-エチルフェニル)ジフェニルスルホニウ 、(4-シクロヘキシルフェニル)ジフェニルス ホニウム、(4-n-ヘキシルフェニル)ジフェニ スルホニウム、(4-n-オクチル)フェニルジフ ニルスルホニウム、(4-メトキシフェニル)ジ フェニルスルホニウム、(4-エトキシフェニル )ジフェニルスルホニウム、(4-tert-ブトキシフ ェニル)ジフェニルスルホニウム、(4-シクロ キシルオキシフェニル)ジフェニルスルホニ ム、(4-トリフルオロメチルフェニル)ジフェ ニルスルホニウム、(4-トリフルオロメチルオ キシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4-te rt-ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル )ジフェニルスルホニウム等が挙げられる。

  式(c)で示されるヨードニウムカチ オン
 式(c)におけるR 4 -(O) n -基の置換基位置は特に限定されるものでは いが、フェニル基の4位あるいは3位が好まし い。より好ましくは4位である。ここでnは0( )又は1である。R 4 の具体例は上述した式(b)におけるR 4 と同じものを再び挙げることができる。

 具体的なヨードニウムカチオンとしては ジフェニルヨードニウム、ビス(4-メチルフ ニル)ヨードニウム、ビス(4-エチルフェニル )ヨードニウム、ビス(4-tert-ブチルフェニル) ードニウム、ビス(4-(1,1-ジメチルプロピル) ェニル)ヨードニウム、(4-メトキシフェニル) フェニルヨードニウム、(4-tert-ブトキシフェ ル)フェニルヨードニウム、4-(アクリロイル オキシ)フェニルフェニルヨードニウム、4-( タクリロイルオキシ)フェニルフェニルヨー ニウム等が挙げられるが、中でもビス(4-tert -ブチルフェニル)ヨードニウムが好ましく用 られる。

 次いで、式[7]におけるX - の1価のアニオンとしては、例えば、F - 、Cl - 、Br - 、I - 、ClO 4 - 、HSO 4 - 、H 2 PO 4 - 、BF 4 - 、PF 6 - 、SbF 6 - 、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホ ン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン 酸アニオン、フルオロスルホン酸アニオン、 脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン 酸アニオン、フルオロカルボン酸アニオン、 トリフルオロ酢酸アニオン等を挙げることが でき、好ましくは、Cl - 、Br - 、HSO 4 - 、BF 4 - 、脂肪族スルホン酸イオン等であり、さらに 好ましくは、Cl - 、Br - 、HSO 4 - である。

 式[4]で示される一価のオニウム塩の、2- ルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタ ンスルホン酸アンモニウム塩[3]に対するモル 比は、通常、0.5~10.0、好ましくは0.8~2.0であり 、さらに好ましくは0.9~1.2である。

 この反応は、通常、反応溶媒中で行われ 。前記反応溶媒としては、水や、例えば、 級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N- ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセト ミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキ ド等の有機溶媒が好ましく、さらに好まし は、水、メタノール、N,N-ジメチルアセトア ド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ 等であり、特に好ましくは水である。

 また必要に応じて、水と有機溶媒とを併 することができ、この場合の有機溶媒の使 割合は、水と有機溶媒との合計100重量部に して、通常、5重量部以上、好ましくは10重 部以上、さらに好ましくは20~90重量部であ 。反応溶媒の使用量は、対イオン交換前駆 1重量部に対して、通常、1~100、好ましくは2~ 100重量部、さらに好ましくは5~50重量部であ 。

 反応温度は、通常、0~80℃、好ましくは5~3 0℃であり、反応時間は、通常、10分~16時間、 好ましくは30分~6時間であるが、薄層クロマ グラフィー(TLC)や核磁気共鳴装置(NMR)などの 析機器を使用し,原料である2-アルキルカル ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン アンモニウム塩[3]が消費された時点を反応 終点とすることが好ましい。

 このようにして得られた式[5]で表される2 -アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエ タンスルホン酸オニウム塩は、必要に応じて 、有機溶剤で洗浄したり、抽出して精製した りすることもできる。前記有機溶剤としては 、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエ テル類;ジエチルエーテル等のエーテル類; 化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化 ルキル類等の、水と混合しない有機溶剤が ましい。

 以上述べてきた方法で、アシル基の置換 として、その構造内に非共役不飽和部位(二 重結合または三重結合)を有さない、2-アルキ ルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ホン酸オニウム塩を得ることができる。本 合物は、化学増幅型レジスト材料に用いら る光酸発生剤として供することができる。 シル基の置換基として、その構造内に非共 不飽和部位(二重結合または三重結合)を有 るものに関しては、以上の工程で製造する とは困難であるため、更に以下の工程を実 する必要がある。

 [第3’工程:鹸化工程]
 次いで、本発明の第3’工程について説明す る。第3’工程は、第2工程で得られた式[3]で される2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフ ルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩を鹸 化(塩基性物質存在下での加水分解)して、式[ 6]で表される2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタ ンスルホン酸塩を得る工程(鹸化工程)である

 式[3]で表される2-アルキルカルボニルオ シ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニ ウム塩を鹸化する方法としては、これまで公 知となっている鹸化法のいずれも採用するこ とができ、特に制限は無いが、下記の方法が 例示できる。

 一般に鹸化反応は塩基触媒の存在下で実 されるが、塩基としては、1種以上のアルカ リ金属の水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩やアン モニア、アミンが含まれる。アルカリ金属化 合物では、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ ム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、 炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ リウムなどが例示される。アミンでは、メチ ルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ ン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエ チルアミン、プロピルアミン、ジプロピルア ミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、 ジブチルアミン、トリブチルアミン、シクロ ヘキシルアミン、ベンジルアミン、モルホリ ン、ピロール、ピロリジン、ピリジン、エタ ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエ タノールアミン、N,N-ジメチルアミノエタノ ル、N,N-ジエチルアミノエタノール、エチレ ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ レンテトラミン、1,2-プロピレンジアミン、 ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテ トラミンやこれらの四級水酸化アンモニウム 塩などが示される。

 原料がアンモニウム塩であるので、第1工程 のスルフィン化工程の際に使用したものと同 じアミンを本工程で使用すれば、対カチオン であるM + は、アンモニウムイオン(A + )のままである。しかしながら、第1工程のス フィン化工程の際に使用したものと異なる 基を本工程で使用する場合には、対カチオ であるM + は、使用する塩基の強弱によって以下のよう に変化する。

 原料の2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフ ルオロエタンスルホン酸アンモニウム塩は、 形式上、超強酸であるジフルオロアルカンス ルホン酸と、弱塩基であるアミンからなる塩 である。従って、第1工程のスルフィン化工 の際に使用したアミンよりも強い塩基を、2- アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエ ンスルホン酸アンモニウム塩に対して1当量 以上使用した場合、M + は本工程で使用した塩基由来のカチオンにな る。1当量以下使用した場合には、M + は原料由来のアンモニウムカチオンと本工程 で使用した塩基由来のカチオンの混合物にな る。

 スルフィン化工程で使用したアミンより 弱い塩基を使用した場合、1当量以上用いて も、1当量以下用いても、理論的には原料由 のアンモニウムカチオンに変化は無い。し しながら実際には本工程で使用する塩基由 のカチオンとジフルオロアルカンスルホネ トアニオンの親和性等の影響で本工程で使 した塩基由来のカチオンに置き換わる可能 もあり、複雑になる。

 上で例示した塩基のうち、アルカリ金属化 物である、水酸化ナトリウム、水酸化カリ ム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム 炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸 リウムが好ましく、アルカリ金属の水酸化 である、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ が特に好ましい。これらのアルカリ金属の 酸化物はアミンよりも強い塩基であるため 生成するカチオン(M + )はこれらアルカリ金属の水酸化物由来のも となる。

 2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルホン酸アンモニウム塩[3]に対す る塩基のモル比は、通常、0.01~10.0、好ましく は1.0~5.0であり、さらに好ましくは1.0~3.0であ 。1.0以下のモル比でも鹸化反応自体は進行 るが、原料のアンモニウム塩由来の塩基と なる塩基を本鹸化反応に使用した場合、上 したとおり、生成するヒドロキシ体が、異 る塩の混合物になってしまう。従って、1.0 上のモル比の塩基を使用するのが好ましい

 この反応は、通常、水の存在下で行われ 2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロ エタンスルホン酸アンモニウム塩[3]に対する 水のモル比は、通常、1以上であり、上限は いが、あまりに多量の水を使用すると効率 悪くなるので、100以下が好ましく、更に好 しくは50以下である。

 また必要に応じて、水と有機溶媒とを併 することができる。併用する有機溶媒に特 制限は無いが、式[6]で表される2-ヒドロキ -1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を水層か ら抽出できる有機溶媒、例えば、酢酸エチル 、酢酸n-ブチル等のエステル類;ジエチルエー テル等のエーテル類;塩化メチレン、クロロ ルム等のハロゲン化アルキル類等の、水と 合しない有機溶剤が好ましい。

 この場合の有機溶媒の使用割合は、水と 機溶媒との合計100重量部に対して、通常、5 重量部以上、好ましくは10重量部以上、さら 好ましくは20~90重量部である。

 反応温度は、通常、0~100℃、好ましくは5~ 80℃であり、反応時間は、通常、10分~16時間 好ましくは30分~6時間であるが、薄層クロマ グラフィー(TLC)や核磁気共鳴装置(NMR)などの 分析機器を使用し,原料である2-アルキルカル ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン アンモニウム塩[3]が消費された時点を反応 終点とすることが好ましい。

 このようにして得られた式[6]で表される2 -ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸 塩は、必要に応じて、有機溶剤で抽出したり 、再結晶で精製したりすることもできる。

 [第4工程:エステル化工程2]
 次に、本発明の第4工程について説明する。 第4工程は、第3’工程で得られた式[6]で表さ る2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホ ン酸塩を、式[7]もしくは式[8]で表されるカル ボン酸誘導体と反応させて、エステル化し、 式[9]で表される2-アルキルカルボニルオキシ- 1,1-ジフルオロエタンスルホン酸アンモニウ 塩を製造する工程である。

 式[7]もしくは式[8]において、R’は炭素数1~1 0の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭 数1~10の直鎖状もしくは分岐状の少なくとも 端部に重合性二重結合を有するアルケニル 、炭素数3~20の脂環式有機基、炭素数3~20の 環式有機基と直鎖状のアルキレン基からな 有機基、炭素数3~30の単環式もしくは多環式 クトン、あるいは炭素数6~20のアリール基を 表す(ここで、該アルキル基、アルケニル基 脂環式有機基、脂環式有機基と直鎖状のア キレン基からなる有機基、単環式もしくは 環式ラクトン及びアリール基上の水素原子 一部または全てはフッ素、ヒドロキシル基 ヒドロキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖 、分岐状もしくは環状のアルコキシ基で置 されていても良い。また、該アルキル基、 ルケニル基、脂環式有機基もしくは脂環式 機基と直鎖状のアルキレン基からなる有機 を構成する同一炭素上の2つの水素原子は1つ の酸素原子で置換されケト基となっていても 良い。さらに該アルキル基上の水素原子の1 は、2-アクリロイルオキシ基もしくは2-メタ リロイルオキシ基で置換されていても良い )
 R’について具体的に例示すると、以下のよ うになる。

 炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアル キル基としては、例えば、メチル基、エチル 基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基 、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、 n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n- シル基等を挙げることができる。

 炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状の少な くとも末端部に重合性二重結合を有するアル ケニル基としては、例えば、ビニル基、1-メ ルエテニル基、アリル基、3-ブテニル基、1- メチルアリル基、2-メチルアリル基、4-ペン ニル基、5-ヘキセニル基等を挙げることがで きる。

 炭素数3~20の脂環式有機基、としては、例 えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基 、アダマンチル基、ノルボルニル基、カンホ ロイル基、シクロペンチルメチル基、シクロ ペンチルエチル基、シクロヘキシルメチル基 、シクロヘキシルエチル基、アダマンチルメ チル基、アダマンチルエチル基、ノルボルニ ルメチル基、ノルボルニルエチル基、カンホ ロイルメチル基、カンホロイルエチル基等を 挙げることができる。

 炭素数3~20の脂環式有機基と直鎖状のアル キレン基からなる有機基とは、「脂環式有機 基と直鎖状のアルキレン基の1つの価が結合 ている有機基」をあらわし、具体的には、 えば、シクロプロピルメチル基、シクロブ ルメチル基、シクロペンチルメチル基、シ ロヘキシルメチル基、ボルニルメチル基、 ルボルニルメチル基、アダマンチルメチル 等を挙げることができる。

 炭素数3~30の単環式もしくは多環式ラクト ンとしてはγ-ブチロラクロン、γ-バレロラク トン、アンゲリカラクトン、γ-ヘキサラクト ン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、 γ-ノナラクトン、3-メチル-4-オクタノライド( ウイスキーラクトン)、γ-デカラクトン、γ- ンデカラクトン、γ-ドデカラクトン、γ-ジ スモラクトン(7-デセノラクトン)、δ-ヘキサ クトン、4,6,6(4,4,6)-トリメチルテトラヒドロ ピラン-2-オン、δ-オクタラクトン、δ-ノナラ クトン、δ-デカラクトン、δ-2-デセノラクト 、δ-ウンデカラクトン、δ-ドデカラクトン δ-トリデカラクトン、δ-テトラデカラクト 、ラクトスカトン、ε-デカラクトン、ε-ド カラクトン、シクロヘキシルラクトン、ジ スミンラクトン、シスジャスモンラクトン メチルγ-デカラクトンあるいは下記のもの 挙げられる。

 炭素数6~20のアリール基としては、例えば 、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-ト リル基、p-ヒドロキシフェニル基、1-ナフチ 基、1-アントラセニル基、ベンジル基等を挙 げることができる。

 なお、上述した通り、該アルキル基、ア ケニル基、脂環式有機基、脂環式有機基と 鎖状のアルキレン基からなる有機基、単環 もしくは多環式ラクトン及びアリール基上 水素原子の一部または全てはフッ素、ヒド キシル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素 1~6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコ シ基で置換されていても良い。また、該ア キル基、アルケニル基、脂環式有機基もし は脂環式有機基と直鎖状のアルキレン基か なる有機基を構成する同一炭素上の2つの水 素原子は1つの酸素原子で置換されケト基と っていても良い。さらに該アルキル基上の 素原子の1つは、2-アクリロイルオキシ基も くは2-メタクリロイルオキシ基で置換されて いても良い。

 前述した通り、非共役不飽和部位(二重結 合または三重結合)、すなわち重合性を有す アシル基を使用できるのが大きな特徴であ 。

 エステル化方法としては、式[7]で表され カルボン酸(X’=OH)と、2-ヒドロキシ-1,1-ジフ ルオロエタンスルホン酸塩[6]とを酸触媒の存 在下脱水縮合させる方法(フィッシャー・エ テル合成反応)や、式[7]で表されるカルボン ハライド類(X’=Cl、Br、I、F)もしくは式[8]で 表されるカルボン酸無水物類と、2-ヒドロキ -1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩[6]とを 応させる方法などが例示できる。

 式[7]で表されるカルボン酸(X’=OH)を用い 場合、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンス ルホン酸塩[6]に対して作用させる、式[7]で表 されるカルボン酸の使用量は、特に制限する ものではないが、通常、2-ヒドロキシ-1,1-ジ ルオロエタンスルホン酸塩[6]1モルに対して 0.1~5モルであり、好ましくは、0.2~3モルであ り、より好ましくは、0.5~2モルある。カルボ 酸の使用量として、0.8~1.5モルであることは 、特に好ましい。

 反応は、通常、ジクロロエタン、トルエ 、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、 セトニトリル、N,N-ジメチルホルムアミド等 の非プロトン性溶媒が用いられる。これらの 溶媒は単独で使用してもよく、あるいは、2 類以上を併用しても差し支えない。

 反応温度は特に制限はなく、通常、0~200 の範囲であり、好ましくは、20~180℃であり より好ましくは、50~150℃である。反応は攪 しながら行うのが好ましい。

 反応時間は反応温度にも依存するが、通 、数分~100時間であり、好ましくは、30分~50 間であり、より好ましくは、1~20時間である が、核磁気共鳴装置(NMR)などの分析機器を使 し,原料である2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロ タンスルホン酸塩[6]が消費された時点を反 の終点とすることが好ましい。

 本反応においては、通常は酸触媒としてp -トルエンスルホン酸などの有機酸、および/ たは、硫酸等の無機酸を添加する。あるい 脱水剤として1,1’-カルボニルジイミダゾー ル、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド を添加してもよい。かかる酸触媒の使用量 しては、特に制限はないが、2-ヒドロキシ-1, 1-ジフルオロエタンスルホン酸塩[6]1モルに対 して、0.0001~10モルであり、好ましくは、0.001~ 5モルであり、より好ましくは、0.01~1.5モルで ある。

 酸触媒を用いたエステル化反応は、ディ ンスターク装置を用いるなどして、脱水し がら実施すると、反応時間が短縮化される 向があることから好ましい。 

 反応終了後、抽出、蒸留、再結晶等の通 の手段により、式[9]で表される2-アルキル ルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホ ン酸アンモニウム塩を得ることができる。ま た、必要によりカラムクロマトグラフィー、 再結晶等により精製することもできる。

 一方、式[7]で表されるカルボン酸ハライ 類(X’=Cl、Br、I、F)もしくは式[8]で表される カルボン酸無水物類を用いる場合、2-ヒドロ シ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩[6]に して作用させる、式[7]で表されるカルボン ハライド類もしくは式[8]で表されるカルボ 酸無水物類の使用量は、特に制限するもの はないが、通常、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオ エタンスルホン酸塩[6]1モルに対して、0.1~5 ルであり、好ましくは、0.2~3モルであり、 り好ましくは、0.5~2モルある。カルボン酸ハ ライド類もしくはカルボン酸無水物類の使用 量として、0.8~1.5モルであることは、特に好 しい。

 反応は、無溶媒で行ってもよく、あるい 反応に対して不活性な溶媒中で行ってもよ 。かかる溶媒としては、反応不活性な溶媒 あれば特に限定するものではないが、2-ヒ ロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩[6] は、n-ヘキサン、ベンゼンまたはトルエン等 炭化水素系の非極性溶媒には殆ど溶解しな 為、本工程で使用される溶媒としては好ま くない。水や、アセトン、メチルエチルケ ンまたはメチルイソブチルケトン等のケト 系溶媒、酢酸エチルまたは酢酸ブチル等の ステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジエチ ングリコールジメチルエーテル、テトラヒ ロフランまたはジオキサン等のエーテル系 媒、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩 炭素、1,2-ジクロロエタン、テトラクロロエ チレン、クロロベンゼン、オルソクロルベン ゼン等のハロゲン系溶媒、アセトニトリル、 N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルイミ ゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スル ラン等の極性溶媒を使用することが好まし 。これらの溶媒は単独で使用してもよく、 るいは、2種類以上を併用しても差し支えな い。 

 反応温度は特に制限はなく、通常、-78~150 ℃の範囲であり、好ましくは、-20~120℃であ 、より好ましくは、0~100℃である。

 反応時間は反応温度にも依存するが、通 、数分~100時間であり、好ましくは、30分~50 間であり、より好ましくは、1~20時間である が、核磁気共鳴装置(NMR)などの分析機器を使 し,原料である2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロ タンスルホン酸塩[6]が消費された時点を反 の終点とすることが好ましい。

 式[7]で表されるカルボン酸ハライド類を 用する場合には、無触媒下、副生するハロ ン化水素(例えば、塩化水素など)を、反応 外に除去しながら行ってもよく、あるいは 脱ハロゲン化水素剤(受酸剤)を用いて行って もよく、式[8]で表されるカルボン酸無水物類 を用いる場合には、副生する酸を捕捉するた めの受酸剤を用いて行っても良い。

 該受酸剤としては、例えば、トリエチル ミン、ピリジン、ピコリン、ジメチルアニ ン、ジエチルアニリン、1,4-ジアザビシクロ [2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0 ]ウンデカ-7-エン(DBU)等の有機塩基、あるいは 、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭 酸カリウム、炭酸リチウム、水酸化ナトリウ ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸 化マグネシウム等の無機塩基などが例示され る。かかる受酸剤の使用量としては、特に制 限はないが、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエ ンスルホン酸塩[6]1モルに対して、0.05~10モル であり、好ましくは、0.1~5モルであり、より ましくは、0.5~3モルである。

 反応終了後、抽出、再結晶等の通常の手 により、式[9]で表される2-アルキルカルボ ルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸ア ンモニウム塩を得ることができる。また、必 要によりカラムクロマトグラフィー、再結晶 等により精製することもできる。

 [第5工程:オニウム塩交換工程2]
 次に、本発明の第5工程について説明する。 第5工程は、第4工程で得られた式[9]で表され 2-アルキルカルボニルオキシ-1,1-ジフルオロ エタンスルホン酸アンモニウム塩を、式[4]で 表される一価のオニウム塩を用いてオニウム 塩交換し、式[10]で表される2-アルキルカルボ ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸 ニウム塩を得る工程(オニウム塩交換工程2) ある。本工程は、前述した第3工程(オニウ 塩交換工程1)と同様に実施することができる 。

 ところで、本発明の第4工程と第5工程の 番は逆にすることも可能である(反応式[8])。

 すなわち、式[6]で表される2-ヒドロキシ-1 ,1-ジフルオロエタンスルホン酸塩を式[4]で表 される一価のオニウム塩を用いてオニウム塩 交換し、式[17]で表される2-ヒドロキシ-1,1-ジ ルオロエタンスルホン酸オニウム塩を得(第 4’工程:オニウム塩交換工程2)、さらにこれ エステル化して、式[10]で表される2-アルキ カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ホン酸オニウム塩を製造する(第5’工程:エス テル化工程2)方法である。

 しかしながら、この方法では、第4’工程 (オニウム塩交換工程2)で大過剰のオニウム塩 を使用しなければならず、さらに第5’工程 後で得られた式[10]で表される2-アルキルカ ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン 酸オニウム塩の精製が困難であるなどの支障 があった(比較例4-1および比較例4-2参照)。

 従って、上述した通り、本発明の第4工程 と第5工程をこの順に実施するのが好適な方 である。

 [前工程:エステル交換工程1]
 最後に、本発明の前工程について説明する 前工程は、2-ブロモ-2,2-ジフルオロエタノー ルを、式[11]もしくは式[12]で表されるカルボ 酸誘導体と反応させて、エステル化し、式[ 1]で表されるカルボン酸ブロモジフルオロエ ルエステルを製造する工程である。

 本工程は、第4工程における、式[7]で表さ れるカルボン酸類およびカルボン酸ハライド 類の代わりに式[11]で表されるカルボン酸類 よびカルボン酸ハライド類を使用し、式[8] 表されるカルボン酸無水物類の代わりに式[1 2]で表されるカルボン酸無水物類を使用する 外は第4工程と同様の方法を用い、2-ブロモ- 2,2-ジフルオロエタノールから式[1]で表され カルボン酸ブロモジフルオロエチルエステ を製造することができる。

 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細 説明するが、本発明はこれらにより限定さ ない。

 [実施例1-1]
 [1-アダマンタンカルボン酸(2’-ブロモ-2’,2 ’-ジフルオロ)エチルの製造](前工程:エステ 化工程1)

 300mLの反応器に、窒素下で1-アダマンタン カルボニルクロリド 14.2g(71.3mmol)とTHF(脱水溶 媒グレード)120mLを加え、氷浴した。そこに2- ロモ-2,2-ジフルオロエタノール 16.1g(純度92% 、91.8mmol/1.29当量)を加え、トリエチルアミン 10.1g(99.8mmol/1.4当量)を滴下した。滴下後、60 で23時間攪拌した。その後、水50mLを加え、 イソプロピルエーテル150mLで2回抽出を行っ 。得られた有機層をさらに希塩酸、重曹水 食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで水分を 去、ろ過を行った後、イソプロピルエーテ を留去し、目的とする1-アダマンタンカルボ ン酸2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロエチルを23 .2g得た。このとき純度は85%、収率は86%であっ た。

[1-アダマンタンカルボン酸(2’-ブロモ-2’,2 -ジフルオロ)エチルの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:テ ラメチルシラン);δ=4.51(t,J=11.6Hz,2H;CH 2 ),1.97(m,3H;1-Ad),1.87(m,6H;1-Ad),1.66(m,6H;1-Ad).
19 F NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:ト クロロフルオロメタン);δ=-56.46(t,J=11.6Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例1-2]
[トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン) カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ィナートの製造](第1工程:スルフィン化工程 )

 200mLの反応器に、1-アダマンタンカルボン 酸(2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロ)エチル 18.0 g(純度97%、54.0mmol)、アセトニトリル50g、水40g 亜ジチオン酸ナトリウム 15.0g(86.4mmol/1.6当 )、トリエチルアミン 9.8g(97.2mmol/1.8当量)を に加え、室温で1時間攪拌した。反応液を有 層と水層に分液し、有機層はアセトニトリ を留去してジクロロメタン40mLを加え、ジク ロロメタン溶液とした。水層はジクロロメタ ン20mLで抽出し、これを有機層と合せた。得 れた有機層を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液 水、食塩水で洗浄し、ジクロロメタンを留 することで目的のトリエチルアンモニウム  2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフ オロエタンスルフィナート23.2gを得た。こ とき純度は82%、収率は86%であった。

[トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン) カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ィナートの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=4.41(t,J=16.0Hz,2H;CH 2 ),3.05 (q, J = 7.2Hz, 6H; Et 3 N),1.94(m,3H;1-Ad),1.81(m,6H;1-Ad),1.64(m,6H;1-Ad),1.18 (t,  J = 7.2 Hz,9H; Et 3 N).
19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-120.41(t,J= 16.0Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例1-3]
[トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン) カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ナートの製造](第2工程:酸化工程)

 200mLの反応器に、実施例1-2で得られたトリ チルアンモニウム 2-(1-アダマンタン)カルボ ニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフィナ ト 23.2g(純度82%、46.4mmol)、水100mL、タングス テン酸二ナトリウム二水和物 0.023g(0.070mmol/0. 0015当量)、30%過酸化水素水 7.4g(65.0mmol/1.4当量 )を加え、室温で3時間攪拌した。その後、 19 F NMRで反応液を確認したところ、トリエチル アンモニウム 2-(1-アダマンタン)カルボニル キシ-1,1-ジフルオロエタンスルフィナート 完全に消費され、1-アダマンタンカルボン酸 (2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロ)エチルの副生 は<1%であった。反応液をジクロロメタン40m Lで2回抽出し、得られた有機層を溶媒留去し 得られた固体を乾燥させた。固体をメタノ ルに溶解し、不溶物をろ別してメタノール 液とした。得られたメタノール溶液をイソ ロピルエーテルに滴下して室温で1時間攪拌 後、析出した固体をろ過、乾燥し、目的とす るトリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタ )カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ホナート17.3gを得た。このとき純度は97%、収 率は85%であった。

[トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン) カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ナートの物性] 
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=4.52(t,J=15.6Hz,2H;CH 2 ),3.09 (q, J = 7.2Hz, 6H; Et 3 N),1.95(m,3H;1-Ad),1.82(m,6H;1-Ad),1.65(m,6H;1-Ad),1.17 (t,  J = 7.2 Hz,9H; Et 3 N).
19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-113.98(t,J= 15.6Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例1-4]
[トリフェニルスルホニウム 2-(1-アダマンタ )カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ホナートの製造](第3工程:オニウム塩交換工 程1)

 500mLの反応器に、実施例1-3で得られたト エチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン)カル ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホナ ト15.0g(純度97%、34.2mmol)、水150gを加え、トリ フェニルスルホニウムブロミドの水溶液[ト フェニルスルホニウムブロミド 12.9g(37.6mmol/ 1.1当量)及び水150g]を室温で滴下した。その後 、室温で2時間攪拌し、ろ過を行い、固体を 燥させることで目的とするトリフェニルス ホニウム 2-(1-アダマンタン)カルボニルオキ シ-1,1-ジフルオロエタンスルホナート18.4gを た。このとき純度は98%、収率は90%であった

[トリフェニルスルホニウム 2-(1-アダマンタ )カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンス ホナートの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=7.91-7.72(m,15H,Ph 3 S + ),4.51(t,J=15.3Hz,2H;CH 2 ),1.96(m,3H;1-Ad),1.82(m,6H;1-Ad),1.65(m,6H;1-Ad).
19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-113.97(t,J= 15.3Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例2-1]
[ピバル酸2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチルの製 ](前工程:エステル化工程1)

 温度計、コンデンサー、滴下ロートを備 たガラスのフラスコに塩化ピバロイル271g(2. 24mol)、2-ブロモ-2,2-ジフルオロエタノール360g( 2.23mol)およびジイソプロピルエーテル1.5Lを投 入し撹拌した。その後、氷浴にてトリエチル アミン318g(3.14mol)を滴下した。滴下終了後、 温にて1時間撹拌を継続し、ガスクロマトグ フィーにて反応終了を確認した。反応液に 300mlを加え反応液を全溶後、2N塩酸を500ml加 た。有機層と水層を分離後、水層をジイソ ロピルエーテル500mlにて抽出した。続いて 有機相を飽和食塩水500mlで洗浄し、無水硫酸 ナトリウムで乾燥した。その後、溶媒留去に て淡黄色液体としてピバル酸2-ブロモ-2,2-ジ ルオロエチル485g(収率82%、純度93%)が得られ 。

[ピバル酸2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチルの物 ]
1 H NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:テ ラメチルシラン);δ=4.52(t,2H),1.19(s,9H).
19 F NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:ト クロロフルオロメタン);δ=-56.6(t,2F).

 [実施例2-2]
[トリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-( バロイルオキシ)エタンスルフィナートの製 造](第1工程:スルフィン化工程)

 1Lの容器に、実施例2-1で得られたピバル 2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチル96.8g(純度93%、3 67.2mmol)、アセトニトリル200g、水250g、亜ジチ ン酸ナトリウム 95.8g(550.8mmol/1.5当量)、トリ エチルアミン 83.0g(550.8mmol/1.5当量)を順に加 、室温で2時間攪拌した。反応液を有機層と 層に分液し、有機層はアセトニトリル留去 てジクロロメタン100mLを加え、ジクロロメ ン溶液とした。水層はジクロロメタン50mLで 出し、これを有機層と合せた。得られた有 層を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液、水、食 水で洗浄し、ジクロロメタンを留去するこ でで、2-ピバロイルオキシ-1,1-ジフルオロエ タンスルフィン酸トリエチルアンモニウム111 .4gを収率76%、純度83%で得た。 

[トリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-( バロイルオキシ)エタンスルフィナートの物 性]
1 H NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:テ ラメチルシラン);δ=4.43(t,2H),3.04(q,6H),1.17(t,9H), 1.11(s,9H).
19 F NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:ト クロロフルオロメタン);δ=-120.3(t,3F).

 [実施例2-3]
[トリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-( バロイルオキシ)エタンスルホナートの製造 ](第2工程:酸化工程)

 500mLの容器に、実施例2-2で得られたトリエ ルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイ オキシ)エタンスルフィナート 111.4g(純度83% ,279.1mmol)、水100mL、30%過酸化水素水 40.0g(334.9m mol/1.2当量)を加え、室温で3時間攪拌した。そ の後、 19 F NMRで反応液を確認したところ、1,1-ジフル ロ-2-(ピバロイルオキシ)エタンスルフィナー トは完全に消費され、ピバル酸2-ブロモ-2,2- フルオロエチルの副生は<1%であった。反 液をジクロロメタン200mLで2回抽出し、得ら た有機層を溶媒留去し、得られた固体を乾 させた。固体をメタノールに溶解し、不溶 をろ別してメタノール溶液とした。得られ メタノール溶液をイソプロピルエーテルに 下して室温で1時間攪拌後、析出した固体を 過、乾燥し、トリエチルアンモニウム 1,1- フルオロ-2-(ピバロイルオキシ)エタンスル ナート86.8gを収率85%、純度95%で得た。 

[トリエチルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-( バロイルオキシ)エタンスルホナートの物性 ]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=4.52(t,2H),3.06(q,6H) ,1.18(t,9H),1.14(s,9H).
19 F NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:ト クロロフルオロメタン);δ=-113.9(t,3F).

 [実施例2-4]
[2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン ナトリウムの製造](第3’工程:鹸化工程)

 2Lの反応器に、実施例2-3で得られたトリ チルアンモニウム 1,1-ジフルオロ-2-(ピバロ ルオキシ)エタンスルホナート 146.3g(純度95% 、0.40mol)、水 500mL、48%水酸化ナトリウム水溶 液 100g(1.2mol/3当量)を加え、室温で2時間攪拌 た。その後、37%塩酸水溶液 150g(1.52mol/3.8当 )を加え室温で1時間攪拌し、ジイソプロピ エーテル 250mLで2回洗浄し、得られた水層を 溶媒留去することで目的とする2-ヒドロキシ- 1,1-ジフルオロエタンスルホン酸ナトリウム  72.2gを得た。このとき純度は71%、収率は98%で った。

[2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン ナトリウムの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=3.80(t,J=16.0Hz,2H;CH 2 ).
19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-115.34(t,J= 16.0Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例2-5]
[1,1-ジフルオロ-2-(2-メタクリロイルオキシ)- タンスルホン酸ナトリウムの製造](第4工程: ステル化工程2)

 10Lの反応器に、実施例2-4と同様の方法で られた、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタン スルホン酸ナトリウム 295g(純度75%、1.2mol)、 セトニトリル3kg、ノンフレックス MBP 40mg メタクリル酸無水物 367.0g(2.4mol/2.0当量)を順 に加えて氷浴し、そこにトリエチルアミン 3 70g(3.6mol/3.0当量)を滴下した。滴下後、室温で 5時間攪拌した。その後、水1.5Lを加え、アセ ニトリルを留去した。得られた水層をイソ ロピルエーテル0.5Lで2回洗浄し、目的とす 1,1-ジフルオロ-2-(2-メタクリロイルオキシ)- タンスルホン酸ナトリウム285.2g(10wt%水溶液) 得た。このとき収率は95%であった。

[1,1-ジフルオロ-2-(2-メタクリロイルオキシ)- タンスルホン酸ナトリウムの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=5.91(s,1H),5.52(s,1H) ,4.61(t,J=16.0Hz,2H;CH 2 ),1.81(s,3H).
19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-113.68(t,J= 16.0Hz,2F;CF 2 ).

 [実施例2-6]
[トリフェニルスルホニウム 1,1-ジフルオロ-2 -(2-メタクリロイルオキシ)-エタンスルホナー トの製造](第5工程:オニウム塩交換工程2)

 5Lの反応器に、実施例2-5で得られた1,1-ジ ルオロ-2-(2-メタクリロイルオキシ)-エタン ルホン酸ナトリウム288.0g(10wt%水溶液)、クロ ホルム0.8kg、ノンフレックス MBP 40mgを加え た。そこにトリフェニルスルホニウムクロリ ドの水溶液[トリフェニルスルホニウムクロ ド 409g(1.37mol/1.2当量)及び水800g]を室温で滴 し、室温で1.5時間攪拌した。その後、水層 クロロホルム層を分離し、得られたクロロ ルム層を2N HClで1回、水で6回洗浄し、クロ ホルムを留去した。そこにメチルエチルケ ン 1.1kg、へキサン0.3kgを加え、ろ過し、メ ルエチルケトン/へキサン混合溶液を調製し 。別途、へキサン 2Lを加えた5L反応器を用 し、攪拌中室温でここに調整したメチルエ ルケトン/へキサン混合溶液を滴下した。滴 下後室温で1時間攪拌し、析出した固体をろ 、乾燥し、目的とするトリフェニルスルホ ウム 1,1-ジフルオロ-2-(2-メタクリロイルオ シ)-エタンスルホナート 562gを得た。このと き純度は98%、収率は98%であった。

[トリフェニルスルホニウム 1,1-ジフルオロ-2 -(2-メタクリロイルオキシ)-エタンスルホナー トの物性]
1 H NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:テトラメチルシラン);δ=7.92-7.65(m,15H,Ph 3 S + ),6.19(s,1H),5.57(s,1H),4.81(t,J=16.0Hz,2H;CH 2 ),1.92(s,3H).
  19 F NMR(測定溶媒:重ジメチルスルホキシド,基準 物質:トリクロロフルオロメタン);δ=-114.49(t,J= 16.0Hz,2F;CF 2 ).

 [比較例1-1]
[2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフ ルオロエタンスルフィン酸ナトリウムの製造 ](第1工程:スルフィン化工程)

 300mLの容器に、窒素下で1-アダマンタンカ ルボン酸(2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロ)エチ ル 22.8g(純度85%、60.0mmol)、アセトニトリル80g 炭酸水素ナトリウム 10.1g(120.0mmol/2.0当量)、 亜ジチオン酸ナトリウム 15.7g(90.0mmol/1.5当量) 、水80gを加え、70℃で66時間攪拌した。さら 炭酸水素ナトリウム 6.7g(80.0mmol)、亜ジチオ 酸ナトリウム 10.5g(60.0mmol)を加え、80℃で24 間攪拌した。反応液をアセトニトリル30mLで 1回抽出し、得られた有機層を溶媒留去した さらにジイソプロピルエーテル400mLで洗浄し 、ろ過を行い、固体を乾燥することで目的の 2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフ オロエタンスルフィン酸ナトリウム12.0gを た。このとき収率は39%、純度は65%であった また、洗浄液を溶媒留去することで1-アダマ ンタンカルボン酸(2’-ブロモ-2’,2’-ジフル ロ)エチル 11.3gを回収した。このとき純度 71%であった。

 200mLの容器に、窒素下で回収した1-アダマ ンタンカルボン酸(2’-ブロモ-2’,2’-ジフル ロ)エチル 11.1g(純度71%、24.4mmol)、アセトニ リル40g、炭酸水素ナトリウム 4.1g(48.8mmol/2.0 当量)、亜ジチオン酸ナトリウム 6.4g(36.6mmol/1 .5当量)、水40gを加え、80℃で18時間攪拌した さらに炭酸水素ナトリウム 1.9g(22.4mmol)、亜 チオン酸ナトリウム 2.9g(16.8mmol)を加え80℃ 22時間攪拌した。反応液をアセトニトリル30 mLで1回抽出し、得られた有機層を溶媒留去し た。さらにジイソプロピルエーテル250mLで洗 し、ろ過を行い、固体を乾燥することで目 の2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルフィン酸ナトリウム 6.9 gを得た。このとき収率は21%、純度は61%であ た。

 このように、炭酸水素ナトリウムを塩基 して使用すると、反応時間が長いうえに反 が完結しない。

 [比較例1-2]
[1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイルオキシ)エタン ルフィン酸ナトリウムの製造](第1工程:スル ィン化工程)

 温度計、コンデンサーを備えたガラスのフ スコに純度81%の2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチ ルピバロエート376g(1.24mol)、炭酸水素ナトリ ム154g(1.83mol)、亜ジチオン酸ナトリウム319g(1. 83mol)、アセトニトリル1.2Lおよび水1.2Lを投入 70℃で4時間撹拌した。その後、室温まで冷 し水層を捨て、新たに炭酸水素ナトリウム1 54g(1.83mol)、亜ジチオン酸ナトリウム319g(1.83mol )および水1.2Lを投入し70℃で4時間撹拌した。 の操作を後2回繰り返し、 19 F NMRにて反応終了を確認した。2層の反応液 ら有機層を分離し、濃縮および乾燥をおこ い白色固体として1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイ ルオキシ)エタンスルフィン酸ナトリウム290g( 収率60%、純度65%)が得られた。

 2層に分かれた反応液で、水層のフッ素イ オン濃度は200ppmであった。有機層をガラス製 フラスコに入れて濃縮を行ったところ、ガラ ス製フラスコが失透した。

 このように、炭酸水素ナトリウムを塩基 して使用すると、反応を完結させるために 何度も亜ジチオン酸ナトリウムを添加しな ればならない。また、遊離するフッ素イオ の影響でガラス製の器具が腐食される。

 [比較例2-1]
[1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイルオキシ)エタン ルホン酸ナトリウムの製造](第2工程:酸化工 )

 温度計、コンデンサー、滴下ロートを備え ガラスのフラスコに比較例1-2で得られた、 度65%の1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイルオキシ) タン-1-スルフィン酸ナトリウム290g(0.74mol)、 タングステン酸(IV)ナトリウム二水和物を触 量及び水600mlを投入し撹拌した。その後、氷 浴にて30%過酸化水素水170g(1.5mol)を滴下した。 滴下終了後、室温にて1時間撹拌を継続し、 19 F NMRにて反応終了を確認した。反応液を濃縮 後、ジイソプロピルエーテル500mlで洗浄した 続いてろ過し、得られた固体を乾燥後、白 固体として1,1-ジフルオロ-2-(ピバロイルオ シ)エタンスルホン酸ナトリウム278g(収率91% 純度65%)が得られた。このとき、8%のピバル 2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチルが副生してい 。

 [比較例2-2]
[2-(1’-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジ フルオロエタンスルホン酸ナトリウムの製造 ](第2工程:酸化工程)

 300mLの反応器に、2-(1’-アダマンタン)カ ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルフィ ン酸ナトリウム 18.6g(純度64%、36.0mmol)、水120m L、タングステン酸二ナトリウム二水和物 0.0 154g(0.047mmol/0.0013当量)、30%過酸化水素水 6.1g(5 3.9mmol/1.5当量)を加え、室温で2時間攪拌した 反応液を減圧下加温して揮発成分を留去し 乾固させ、目的とする2-(1’-アダマンタン) ルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホ ン酸ナトリウム 18、6gを得た。このとき純度 は65%、収率は97%であった。

 [比較例2-3]
[トリエチルアンモニウム 2-(1-アダマンタン) カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスル ナートの製造](第2工程:酸化工程)

 200mLの容器に、1-アダマンタンカルボン酸 (2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロ)エチル 18.0g( 度97%、54.0ミリモル)、アセトニトリル50g、 40g、亜ジチオン酸ナトリウム 15.0g(86.4ミリ ル/1.6当量)、トリエチルアミン 9.8g(97.2ミリ ル/1.8当量)を順に加え、室温で1時間攪拌し 。反応液を分液し、(水による洗浄、チオ硫 酸ナトリウム水溶液もしくは亜硫酸ナトリウ ム水溶液による洗浄を実施せずに)有機層を 媒留去することで目的のトリエチルアンモ ウム 2-(1-アダマンタン)カルボニルオキシ-1, 1-ジフルオロエタンスルフィナート 27.5gを得 た。このとき純度は65%、収率は81%であった。

 得られたトリエチルアンモニウム 2-(1-アダ マンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオロエ タンスルフィナート 27.5g(純度65%、43.7ミリモ ル)、水100mL、タングステン酸二ナトリウム二 水和物 0.021g(0.066ミリモル/0.0015当量)、30%過 化水素水 7.0g(61.2リモル/1.4当量)を加え、室 で3時間攪拌した。その後、 19 F NMRで反応液を確認したところ、トリエチル アンモニウム 2-(1-アダマンタン)カルボニル キシ-1,1-ジフルオロエタンスルフィナート 完全に消費され、1-アダマンタンカルボン酸 (2’-ブロモ-2’,2’-ジフルオロ)エチルの副生 は18%であった。反応液をジクロロメタン40mL 2回抽出し、得られた有機層のジクロロメタ を留去し、得られた固体を乾燥させた。固 をメタノールに溶解し、不溶物をろ別して タノール溶液とした。得られたメタノール 液をイソプロピルエーテルに滴下して室温 1時間攪拌後、析出した固体をろ別、乾燥し 、目的とするトリエチルアンモニウム 2-(1- ダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオ エタンスルホナート 11.9gを得た。このとき 度は97%、収率は64%であった。

 このように、スルフィン化工程で水による 浄、チオ硫酸ナトリウム水溶液もしくは亜 酸ナトリウム水溶液による洗浄を実施せず 有機層を溶媒留去すると、次工程の酸化工 で1-アダマンタンカルボン酸(2’-ブロモ-2’ ,2’-ジフルオロ)エチルが副生してしまう。
 [比較例3]

 温度計、コンデンサーを備えたガラスのフ スコに2-ブロモ-2,2-ジフルオロエチル(2-メチ ルアクリレート)5g(21.8mmol)、アセトニトリル40 gおよび水40gを投入した後攪拌を開始し、次 でトリエチルアミン3.0g(30mmol)、亜ジチオン ナトリウム5.7g(32.7mmol)を添加した。その後60 で2時間撹拌した。反応液の有機層を核磁気 共鳴装置(NMR)を使用して分析したところ、目 とする1,1-ジフルオロ-2-(2-メタクリロイルオ キシ)-エタンスルフィン酸ナトリウムは検出 れず、専らメタクリル部位が分解した副生 物のみ検出された。
 [比較例4]

 温度計、コンデンサーを備えたガラスの ラスコに5-ノルボルネン-2-カルボン酸2-ブロ モ-2,2-ジフルオロエチルエステル 6.13g(21.8mmol )、アセトニトリル40gおよび水40gを投入した 攪拌を開始し、次いでトリエチルアミン3.0g( 30mmol)、亜ジチオン酸ナトリウム5.7g(32.7mmol)を 添加した。その後60℃で2時間撹拌した。反応 液の有機層を核磁気共鳴装置(NMR)を使用して 析したところ、目的とするスルフィン酸塩 検出されず、専ら二重結合が消失した部位 有する副生成物のみ検出された。

 比較例3,4から明らかなように、第1工程( ルフィン化反応)の原料として、Rに非共役不 飽和結合(C=C結合)を有する基質を用いると、 応するスルフィン化を進行させることは困 である。

 [比較例5-1]
[トリフェニルスルホニウム 2-ヒドロキシ-1,1 -ジフルオロエタンスルホナートの製造](第4 工程:オニウム塩交換工程2)

 2Lの反応器に、2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオ エタンスルホン酸ナトリウム 183.7g(純度38% 0.38mol)、水 300mL、クロロホルム 450mL、トリ フェニルスルホニウムクロリドの水溶液[ト フェニルスルホニウムクロリド 142.8g(0.49mol/ 1.25当量)及び水150mL]を加え、室温で1時間攪拌 した。反応液を核磁気共鳴装置(NMR)を使用し 分析したところ、ほぼ半分の原料、2-ヒド キシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン酸ナトリ ウムが残存していた。そこで、さらにトリフ ェニルスルホニウムクロリドの水溶液[トリ ェニルスルホニウムクロリド 142.8g(0.49mol/1.2 5当量)及び水150mL]を加え、室温で0.5時間攪拌 た(トリフェニルスルホニウムクロリドは合 計で285.7g(0.96mol/2.5当量)使用。反応時間は合 1.5時間)。反応液を核磁気共鳴装置(NMR)を使 して分析したところ、原料は消失していた その後分液し、得られた水層をクロロホル  100mLで3回抽出し、得られた有機層を溶媒留 去することで目的とするトリフェニルスルホ ニウム 2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンス ルホナート 328.2gを得た。このとき純度は48% 収率は97%であった。

 このように、オニウム塩交換を完結させる めには2当量以上の、Q + X - (式[7])で表される一価のオニウム塩を使用し ければならない。

 [比較例5-2]
[トリフェニルスルホニウム 1,1-ジフルオロ-2 -(2-メタクリロイルオキシ)-エタンスルホナー トの製造](第5’工程:エステル化工程2)

 2Lの反応器に、トリフェニルスルホニウ  2-ヒドロキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホ ート 300.7g(純度48%、0.34mol)、アセトニトリル  700mL、メタクリル酸無水物 104.8g(0.68mol/2当 )、4-ジメチルアミノピリジン 8.3g(0.07mol/0.2 量)、トリエチルアミン 34.4g(0.34mol/1当量)、 ンフレックスMBP 60 mg(0.18mmol)を加え、50℃ 2時間攪拌した。その後、溶媒留去してクロ ホルム 500mLを加えクロロホルム溶液とし、 希塩酸、水で洗浄し溶媒留去した。得られた 有機物をジイソプロピルエーテル 300mLで3回 浄し、ノンフレックスMBP 60 mg(0.18mmol)、メ ルエチルケトン 300mLを加え、残留したジイ ソプロピルエーテルを留去することで目的と するトリフェニルスルホニウム 1,1-ジフルオ ロ-2-(2-メタクリロイルオキシ)-エタンスルホ ートを粘性の液体として129.5g得た。このも は結晶化させることが困難で、これ以上の 製が不可能であった。そこでメチルエチル トンで希釈し、29.4wt%メチルエチルケトン溶 液 440.5gとした。このとき純度は98%、収率は7 7%であった。

 このように、この方法では目的物を結晶 させることができず、さらなる純度の向上 困難である。

 [試験例1]トリフェニルスルホニウム 2-(1’- アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルホナートの光酸発生機能
 実施例8で合成した2-(1’-アダマンタン)カル ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン ナトリウムのアセトニトリル溶液を濃度0.05 mol/Lに調製し、光路長1cmの石英光学セルに入 、キセノンランプから分光した光(290nm)を照 射し、酸発生のアクチノメトリーを行った。 酸発生量は、テトラブロモフェノールブルー の610nmにおける吸収で観察した。トリオキサ ト鉄酸カリウムで光量を測定して、量子収 を求めたところ、0.21であり、高い酸発生機 能を示した。

 [試験例2]トリフェニルスルホニウム 2-(1’- アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1-ジフルオ ロエタンスルホナートの溶解性
 実施例8で合成した2-(1’-アダマンタン)カル ボニルオキシ-1,1-ジフルオロエタンスルホン ナトリウム 1.0gを秤量し、プロピレングリ ールメチルエーテルアセテート 100gに添加 攪拌したところ、完全に溶解した。

 [応用例1]
 実施例7に記載のトリフェニルスルホニウム  1,1-ジフルオロ-2-(バレリルオキシ)エタンス ホナートを2重量部、ポリヒドロキシスチレ ンの水酸基を1-エトキシエチル基15モル%、tert -ブトキシカルボニル基15モル%で保護した重 平均分子量15,000の重合体100重量部、イソプ パノールアミン0.2重量部をプロピレングリ ールモノメチルエーテルアセタート600重量 に溶解しレジストを調製した。

 [応用例2]
 実施例8に記載のトリフェニルスルホニウム  2-(1’-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルホナートを2重量部、ポ ヒドロキシスチレンの水酸基を1-エトキシ チル基35モル%で保護した重量平均分子量15,00 0の重合体100重量部、イソプロパノールアミ 0.2重量部をプロピレングリコールモノメチ エーテルアセタート600重量部に溶解しレジ トを調製した。

 [応用例3]
 実施例8に記載のトリフェニルスルホニウム  2-(1’-アダマンタン)カルボニルオキシ-1,1- フルオロエタンスルホナートを5重量部、メ ルアダマンタンメタクリレート45モル%/ヒド ロキシアダマンタンメタクリレート25モル%/γ ブリロラクトンメタクリレート30モルの3元共 重合体(重量平均分子量12800)100重量部、トリ タノールアミン0.1重量部をプロピレングリ ールモノメチルエーテルアセタート800重量 に溶解しレジストを調製した。

 [試験例3]
 応用例1,2,3のレジストを0.2μmのメンブラン ィルターでろ過し、感放射線性樹脂組成物 液を調製した。次いで組成物溶液をシリコ ウエハー上に回転数1500rpmで回転塗布した後 ットプレート上で100℃で90秒間乾燥し、膜 が320nmのレジスト膜を形成した。得られた皮 膜は均一で良好であった。

 このレジスト皮膜に、高圧水銀灯による 外線を用いて露光を行った。露光後、ホッ プレート上で110℃にて90秒間加熱を行い、2. 38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド の水溶液に60秒間浸漬現像を行い、30秒間純 でリンスした。

 その結果、応用例1,2,3ともに矩形なポジ のエッジラフネスが少ない良好なパターン 得られた。

 下記式で示されるスルホニウム塩(PAG1及 2)について、レジストにした際の相溶性と解 像性の評価を行った。

 [試験例4~11]
PAGの相溶性とレジストの解像性の評価
 上記式で示されるスルホニウム塩(PAG1また 2)を酸発生剤として、下記式で示されるポリ マー(樹脂1~4)をベース樹脂として使用してレ スト材料を調合し、更に各組成物を0.2μmの ンブランフィルターで濾過することにより レジスト液をそれぞれ調製した。

 次いで、全レジスト溶液をシリコンウェ ー上にスピンコートし膜厚250ナノメータの ジスト膜を得た。110℃でプリベークを行っ 後、フォトマスクを介して248nm紫外線での 光を行ったのち、120℃でポストエクスポー ーベークを行った。その後、2.38重量%テトラ メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用 い、23℃で1分間現像した。各レジストの組成 及び評価結果を表1に示す。

 [比較例6~13]
 比較のため、下記式で示されるスルホニウ 塩(PAG3及び4)について、レジストにした際の PAGの相溶性とレジストの解像性の評価を表2 示す。

 表1及び表2の結果より、本発明の酸発生 が従来品に比べて、高い解像度を発現する とが確認された。