專利名稱：含有疊氮基的新型肉桂醛化合物的制作方法
背景技術(shù)：
在通常用于提供這種光致抗蝕劑的疊氮化物化合物之中，4，4’-二疊氮基芪-2，2’二磺酸二鈉鹽是公知的典型疊氮化物化合物。
由所述的疊氮化物化合物制備的光致抗蝕劑對(duì)波長(zhǎng)為300～360納米的光有顯著的高靈敏度。然而為了進(jìn)一步提高光致抗蝕劑的敏感性，制備在更長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示它的光吸收譜帶的疊氮化物化合物已成為了一種迫切的要求。
就此而論，已有人提出通過例如由4-疊氮基苯甲醛-2-磺酸鈉和脂肪族酮，如丙酮或環(huán)己酮的縮合反應(yīng)制備水溶性二疊氮化合物。例如日本專利申請(qǐng)公開(kokai)50-141403公開了一種在更長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示其光吸收譜帶的二疊氮化合物。
盡管上述傳統(tǒng)水溶性二疊氮化物化合物顯示它們的光吸收譜帶是由于疊氮基苯甲醛化合物和脂肪族酮或類似的化合物反應(yīng)而發(fā)生了紅移的吸收譜帶，但仍然需要更遠(yuǎn)紅移的光吸收譜帶。
作為將感光單元引入到許多化合物中的原料的疊氮基苯甲醛化合物顯示的最大吸收波長(zhǎng)在大約290納米處。因?yàn)橐氲母泄鈫卧墓馕兆V帶的波長(zhǎng)范圍隨著所使用的疊氮基苯甲醛化合物的最大吸收波長(zhǎng)變化，所以得到的光吸收譜帶的波長(zhǎng)范圍仍然不能令人滿意，因此，需要引入在更遠(yuǎn)紅移波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示出光吸收譜帶的感光單元。
發(fā)明概述根據(jù)以上所述，發(fā)明人對(duì)含有疊氮基的新型醛化合物進(jìn)行廣泛研究(在下文中可以稱為新型疊氮基醛化合物)，當(dāng)用作用于提供光致抗蝕劑感光部分的中間體時(shí)，該化合物引入一種在曝光部分以及未曝光部分之間有高靈敏度和高反差的感光部分，而且該化合物本身也可以用作感光部分。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過插入雙鍵到疊氮基苯甲醛化合物中而制備的疊氮基肉桂醛化合物可以解決上述問題。本發(fā)明就是在這個(gè)基礎(chǔ)上完成的。
因此本發(fā)明的目的是提供一種新型疊氮基肉桂醛化合物，它可以很容易地提供在較長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示其光吸收譜帶的感光單元。
因此本發(fā)明提供由下式(I)代表的疊氮基肉桂醛化合物 其中R代表低級(jí)烷基，例如C1～4烷基，優(yōu)選直鏈烷基，更優(yōu)選甲基或乙基。
在式(I)中，Y代表氫或磺酸鹽基團(tuán)，這里，磺酸鹽基團(tuán)由-SO3M表示，M代表堿金屬，例如鋰、鈉或鉀；或一種銨化合物，例如銨、單烷基銨、二烷基銨、三烷基銨或四烷基銨。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明該新型疊氮基肉桂醛化合物克服了傳統(tǒng)的疊氮基苯甲醛化合物的上述缺點(diǎn)，因此，當(dāng)用作一種用于提供光致抗蝕劑感光部分的中間體時(shí)，該化合物引入一種在曝光部分和未曝光部分之間具有高靈敏度和高反差的感光部分，而且該化合物本身也可以用作感光部分。
本發(fā)明的疊氮基肉桂醛化合物可以通過例如由疊氮基苯甲醛化合物(II)和低級(jí)烷基醛化合物(III)按下列反應(yīng)流程縮合制備。 用于上述反應(yīng)中的疊氮基苯甲醛化合物(II)的例子包括4-疊氮基苯甲醛和4-疊氮基苯甲醛-2-磺酸鈉，低級(jí)烷基醛化合物(III)包括丙醛和丁醛。使用乙醛不是優(yōu)選的，因?yàn)槟繕?biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量明顯減少。
在一個(gè)實(shí)施方案中，由上述反應(yīng)流程表示的反應(yīng)是在水和低級(jí)醇(例如乙醇或異丙醇)的溶劑混合物中和堿(例如氫氧化鉀或氫氧化鈉)的存在下進(jìn)行的。但是對(duì)反應(yīng)條件沒有特殊限制，而用也可以使用通常用于羰基化合物縮合反應(yīng)的那些條件。
由此得到的由式(I)代表的疊氮基肉桂醛化合物是一種沒有資料報(bào)道過的新化合物。和起始的疊氮基苯甲醛化合物相比，疊氮基肉桂醛化合物顯示出紅移的最大吸收波長(zhǎng)。
因此，當(dāng)用本發(fā)明的疊氮基肉桂醛化合物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的疊氮基苯甲醛化合物來提供光致抗蝕劑相應(yīng)的感光單元時(shí)，可以制備出在較長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍顯示其最大吸收波長(zhǎng)的感光化合物。
實(shí)施例以下將通過實(shí)施例來仔細(xì)闡述本發(fā)明，但是不應(yīng)該將其認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。
表1
實(shí)施例2除了用丁醛(14.42g)代替丙醛(12.22g)之外，重復(fù)實(shí)施例1的方法，由此得到10.27克對(duì)疊氮基-2-乙基肉桂醛，產(chǎn)率為51％。由此得到的化合物用表2所示的1H-NMR譜進(jìn)行表征。
表2
實(shí)施例3將4-疊氮基-2-磺化苯甲醛鈉(12.26g，0.05mol)溶于異丙醇(50g)和純水(25g)的溶劑混合物中，向此溶液中加入溶于純水(10g)中的氫氧化鈉(1g)，并用冰浴冷卻該混合物，將丙醛(3.06g 0.05mol)加入到該混合物中，并攪拌所得混合物2小時(shí)。隨后又向混合物中加入丙醛(3.06g 0.05mol)到該混合物中，并繼續(xù)攪拌所得混合物3小時(shí)。通過過濾，收集形成的沉淀并干燥，由此得到6.11g的1-(4-疊氮基-2-磺苯基鈉)-2-甲基-丙烯醛，淡黃色晶體，產(chǎn)率為42％，由此得到的化合物用表3所示的1H-NMR譜進(jìn)行表征。
表3
比較實(shí)施例1將4-疊氮基苯甲醛(14.71g，0.1mol)溶于異丙醇(50g)和純水(15g)的溶劑混合物中，在冰浴冷卻下，向混合物中加入溶于純水(10g)中的氫氧化鈉(1g)，并將所得混合物攪拌10分鐘。向該混合物中加入乙醛(4.41g 0.01mol)，并在同樣的溫度下將該混合物攪拌2小時(shí)，隨后再次向該混合物中加入乙醛(4.41g，0.1mol)，并把該混合物繼續(xù)攪拌3小時(shí)。通過過濾，收集形成的沉淀并干燥，由此得到4.82克的對(duì)疊氮基肉桂醛，褐色固體，產(chǎn)率為28％，為含有乙醛(2.7％)的混合物。應(yīng)用實(shí)施例1通過利用在實(shí)施例1中合成的對(duì)疊氮基-2-甲基肉桂醛，用下面的方法生產(chǎn)二疊氮化合物。
將對(duì)疊氮基-2-甲基肉桂醛(4.68g)溶于乙醇(25g)中，并把25％的氫氧化鈉水溶液(2.5g)加入到該乙醇溶液中，攪拌該混合物10分鐘，隨后向其中加入丙酮(0.73g)，在30℃把所得混合物攪拌2小時(shí)。通過過濾，收集形成的沉淀并干燥，由此得到4.13g的2，8-二-(4′-疊氮基苯甲醛)壬-3，6-二烯-5-酮，黃色固體，產(chǎn)率為76％。
發(fā)現(xiàn)由此得到的二疊氮化合物在373納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)，與由對(duì)疊氮基苯甲醛而不是由對(duì)疊氮基-2-甲基肉桂醛合成的二疊氮化合物的最大吸收波長(zhǎng)(λmax＝358納米)相比有紅移。應(yīng)用實(shí)施例2通過利用在實(shí)施例1合成的對(duì)疊氮基-2-甲基肉桂醛(α-甲基疊氮基肉桂醛)，用下面的方法生產(chǎn)吖內(nèi)酯化合物。
把馬尿酸(17.9g)，α-甲基疊氮基肉桂醛(18.7g)，乙酸酐(30g)，乙酸鈉(1.0g)，甲苯(25g)和乙腈(20g)混合在一起，并把該混合物在60℃加熱24小時(shí)，隨后使其冷卻。冷卻16小時(shí)后，該混合物在室溫下過濾，用涼的甲醇(40g)洗滌留在過濾器上的固體并減壓干燥，由此得到23g含有疊氮基的吖內(nèi)酯，也就是4-(4-疊氮基-β-甲基-亞肉桂基)-2-苯基-2-噁唑啉-5-酮。
發(fā)現(xiàn)由此得到的吖內(nèi)酯化合物在398納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)。把該吖內(nèi)酯化合物分散在四氫呋喃(230g)中，在5～10℃下把氨基丁醛二甲縮醛(10g)逐漸加入到該分散液中，加料兩個(gè)小時(shí)后，該反應(yīng)混合物在398納米的吸收消失，在328納米處顯示一新的吸收。隨后將該反應(yīng)混合物加入到純水(345g)中并接著攪拌2小時(shí)，通過過濾收集這樣形成的沉淀，得到29g的5-(4-疊氮苯基)-N-(4，4-二甲氧基丁基)-4-甲基-2-苯基羰基氨基-戊-2，4-二烯酰胺。
發(fā)現(xiàn)由此得到的化合物在328納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)，比對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例1的吖內(nèi)酯化合物(由疊氮基苯甲醛而不是α-甲基疊氮基肉桂醛得到)的最大吸收波長(zhǎng)310納米更長(zhǎng)，所述的對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例1將在下文中描述。應(yīng)用實(shí)施例3通過利用在實(shí)施例1合成的對(duì)疊氮基-2-甲基肉桂醛(α-甲基疊氮基肉桂醛)，用下面的方法生產(chǎn)吖內(nèi)酯化合物。
把煙酰甘氨酸(18g)，α-甲基疊氮基肉桂醛(18.7g)，乙酸酐(30g)，乙酸鈉(1.0g)，環(huán)己烷(30g)和乙腈(10g)混合在一起，并把該混合物在60℃加熱24小時(shí)，隨后使其冷卻。向該混合物中加入IPA(30g)。16小時(shí)后，將該混合物在室溫下過濾，用涼的甲醇(40g)洗滌留在過濾器上的固體并減壓干燥，由此得到18g含有疊氮基的吖內(nèi)酯，也就是4-(4-疊氮基-β-甲基-亞肉桂基)-2-(3-吡啶基)-2-噁唑啉-5-酮。
發(fā)現(xiàn)吖內(nèi)酯化合物在401納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)。把由此得到的吖內(nèi)酯化合物分散在四氫呋喃(230g)中，在5～10℃下把氨基丁醛二甲縮醛(10g)逐漸加入到該分散液中，加料兩個(gè)小時(shí)后，該反應(yīng)混合物在在401納米處的吸收消失，在323納米處顯示一新的吸收。隨后向該反應(yīng)混合物加入純水(49.5g)并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，通過過濾收集這樣形成的沉淀，得到27g的5-(4-疊氮苯基)-N-(4，4-二甲氧基丁基)-4-甲基-2-((3-吡啶基)羰基氨基)-戊-2，4-二烯酰胺。
發(fā)現(xiàn)由此得到的化合物在323納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)，比對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例2的吖內(nèi)酯化合物(由疊氮苯甲醛而不是由α-甲基疊氮基肉桂醛得到)的最大吸收波長(zhǎng)(310納米)更長(zhǎng)，所述對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例2將在下文中描。對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例1把馬尿酸(17.9g)，疊氮基苯甲醛(15g)，乙酸酐(20g)，乙酸鈉(1.0g)，甲苯(25g)和乙腈(20g)混合在一起，并把該混合物在70℃加熱6小時(shí)，隨后使其冷卻。冷卻開始16小時(shí)后，將該混合物在室溫下過濾，用涼的甲醇(40g)洗滌留在過濾器上的固體并減壓干燥，由此得到17g含有疊氮基的吖內(nèi)酯，也就是4-((4-疊氮基苯基)亞甲基)-2-苯基-1，3-噁唑啉-5-酮。
發(fā)現(xiàn)由此得到的吖內(nèi)酯化合物在390納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)。把該吖內(nèi)酯化合物分散在四氫呋喃(150g)中，在5～10℃時(shí)把氨基丁醛二甲縮醛(8.6g)逐漸加入到該分散液中，加料兩個(gè)小時(shí)后，該反應(yīng)混合物在390納米處的吸收消失，而在310納米處顯示出一新的吸收。隨后向該反應(yīng)混合物加入純水(500g)并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，通過過濾收集如此形成的沉淀，得到18g的3-(4-疊氮苯基)-N-(4，4-二甲氧基丁基)-2-苯基羰基氨基-丙-2-烯酰胺。對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例2把煙酰甘氨酸(18.0g)，疊氮基苯甲醛(15g)，乙酸酐(30g)，乙酸鈉(1.0g)和環(huán)己烷(30g)混合在一起，并把該混合物在70℃加熱6小時(shí)，隨后使其冷卻。冷卻16小時(shí)后，再把IPA(30g)加入到該混合物中，并將該混合物在室溫下過濾，用冷的甲醇(30g)洗滌留在過濾器上的固體并減壓干燥，由此得到10g含有疊氮基的吖內(nèi)酯，也就是4-((4-疊氮苯基)亞甲基)-2-(3-吡啶基)-1，3-噁唑啉-5-酮。
發(fā)現(xiàn)吖內(nèi)酯化合物在390納米處顯示其最大吸收波長(zhǎng)。把由此得到的吖內(nèi)酯化合物分散在IPA(55g)中，在5～10℃時(shí)把氨基丁醛二甲縮醛(4.6g)逐漸加入到該分散液，加料兩個(gè)小時(shí)后，該反應(yīng)混合物在在390納米處的吸收消失，而在310納米處顯示出一新的吸收。隨后再向該反應(yīng)混合物加入純水(500g)，用氨水將混合物的pH值調(diào)節(jié)到8.0，接著在5℃攪拌2小時(shí)，通過過濾收集如此形成的沉淀，得到6g的3-(4-疊氮苯基)-N-(4，4-二甲氧基丁基)-2-((3-吡啶基)羰基氨基)-丙-2-烯酰胺。
正如上所述，本發(fā)明提供了一種通過在疊氮基苯甲醛化合物中插入雙鍵來制備的新型疊氮基肉桂醛化合物，本發(fā)明的化合物能夠很容易地提供在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示其光吸收譜帶的感光單元。
權(quán)利要求
1.一種具有如式(I)所示的帶有疊氮基的肉桂醛化合物 其中R代表低級(jí)烷基，Y代表H或磺酸鹽基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶有疊氮基的肉桂醛化合物，其中R是甲基或乙基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的帶有疊氮基的肉桂醛化合物，其中Y是磺酸鹽基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型疊氮基肉桂醛化合物，當(dāng)用作提供光致抗蝕劑的感光單元的中間體時(shí)，該化合物引入一種在曝光部分以及未曝光部分之間有高靈敏度和高反差的感光部分，而且該化合物本身也可以用作感光部分。所述的肉桂醛化合物如式(I)所示其中R代表低級(jí)烷基，Y代表H或磺酸鹽基團(tuán)。
文檔編號(hào)C07C247/00GK1448385SQ0311079
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者竹田美音子 申請(qǐng)人:東洋合成工業(yè)株式會(huì)社