(57)【要約】【構成】化１（ただし、Ｒ1は水素，メトキシカルボニル基，アセチル基，ベンジルオキシカルボニル基を、Ｒ2は水素，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを、Ｒ3はＣ1〜Ｃ4のアルキル基，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基で置換されていてもよいベンジル基，α−ナフチルメチル基のいずれかを、Ｒ4はＣ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを示す。Ｘは、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド基を示す。）で表わされる新規スルホニウム化合物。この化合物はイオン交換法などによって合成できる。 【効果】この新規化合物は、エポキシ硬化開始剤として有用に作用する。            【化１】 2006096742.tif 000004
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化１で表されるスルホニウム化合物。
【化１】
2006096742.tif 000003
（ただし、Ｒ1は水素，メトキシカルボニル基，アセチル基，ベンジルオキシカルボニル基を、Ｒ2は水素，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを、Ｒ3はＣ1〜Ｃ4のアルキル基，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基で置換されていてもよいベンジル基，α−ナフチルメチル基のいずれかを、Ｒ4はＣ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを示す。Ｘは、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド基を示す。）
【請求項２】
請求項１に記載の化合物が、４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、２−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−ヒドロキシフェニルメチル−１−ナフチルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ベンジル−４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルメチル−４−メチルベンジルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのいずれかであるスルホニウム化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、新規なスルホニウム化合物に関する。さらに詳しくは、光および熱硬化組成物の硬化開始剤として有用であり、特にエポキシ樹脂やスチレンなどのカチオン重合性ビニル化合物の重合硬化開始剤としての効果を有する新規なスルホニウム化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】公表特許公報平成１１年第５０１９０９号
【特許文献２】公開特許公報２００３年第２９９９６３号
【特許文献３】公開特許公報２００４年第２６７８９号
【０００３】
特許文献１によれば、 実施例はないものの、トリフェニルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド類が重合開始剤として使用できることが開示されている。同様に特許文献２では、トリエチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド類をオレフィンの改質触媒として使用する記載がある。特許文献３では、スルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド類を重合開始剤として、ポジ型レジスト材料に使用する記載がある。しかしながら、４−置換オキシフェニルスルホニウムのビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド塩（（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-）は公知ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、提供されているエポキシ樹脂等の重合開始剤のうち、オニウム  ヘキサフルオロアンチモナート型の多くは不安定であり、特許文献１にも記載されているが、高温または高湿状態に露呈されるとフッ素イオンが分離し、純度が低下することが知られている。また、アンチモン化合物の取扱の困難さも問題になっている。従って、光または熱に対して高活性でかつ分解性のない重合開始剤が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決すべく検討された、化２で表わされる新規なスルホニウム化合物に関するものである。この化合物は前記のとおり、４−ヒドロキシあるいは置換オキシフェニルスルホニウムのビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド塩を要件としており、ここに新規性が存在するものである。
【０００６】
【化２】
2006096742.tif 000002
【０００７】
（ただし、Ｒ1は水素，メトキシカルボニル基，アセチル基，ベンジルオキシカルボニル基を、Ｒ2は水素，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを、Ｒ3はＣ1〜Ｃ4のアルキル基，Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基で置換されていてもよいベンジル基，α−ナフチルメチル基のいずれかを、Ｒ4はＣ1〜Ｃ4のアルキル基のいずれかを示す。Ｘは、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド基を示す。）
【０００８】
本発明のスルホニウム化合物を具体的に例示すれば、４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、２−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−ヒドロキシフェニルメチル−１−ナフチルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ベンジル−４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチル−２−メチルベンジルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチル−４−メチルベンジルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルメチル−４−メチルベンジルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、４−アセトキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド等である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の新規スルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは、エポキシ硬化開始剤として有用である。よって所期の目的を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本化合物は、スルフィド類と塩化ベンジル類などから合成することのできる、相当するスルホニウムクロリド類を出発原料としてビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのアルカリ金属塩類と所定の無水または含水有機溶媒中で反応させて合成する。水を含む場合は２相となっていてもよい。この場合の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、アセトニトリルである。これ以外の例えばベンゼン、トルエン類では、無機塩を実質上溶解させないため、反応しない。また、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ類では、その溶解性のため、反応そのものは進行するものの、高沸点のために当該反応系からの除去が困難である。
【００１１】
また、第２の合成法としては、４−ヒドロキシフェニルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド化合物のヒドロキシ基を、クロル炭酸メチルや塩化アセチル、よう化アセチルといった酸ハロゲン化物と、第三級アミンの存在下に反応させて、４−置換オキシフェニル  スルホニウム化合物を得る方法も提案する。この方法の反応溶媒は、酢酸エチル類およびアセトニトリルである。その他の溶媒では好ましい結果が得られない。例えば、水やメタノールやエタノールといったプロトン性溶媒では酸ハロゲン化物と反応する。ベンゼンに代表される芳香族溶媒では、生成物を溶解させないためその純度を低下させる。ＤＭＦ，ＤＭＳＯに代表される極性溶媒では反応はするものの、溶媒の沸点が高いために反応系からの除去中に当該生成物が分解するなど、除去が困難である。
【００１２】
また、反応温度は２０℃以下が好ましく、生成物の分解を避ける意味から、５℃以下が特に好ましい。脱ハロゲン化水素剤として添加する第三級アミンは、トリエチルアミン，トリメチルアミン，Ｎ−メチルモルホリン等が好ましく、これらは、１種もしくは２種以上の混合であってもさしつかえない。
【００１３】
本発明の新規化合物は、光および／または熱硬化組成物の硬化開始剤として有用であり、特にエポキシ樹脂やスチレンなどのカチオン重合性ビニル化合物の重合硬化開始剤としての効果を有している。即ち、本来不安定なスルホニウム化合物のアニオン部をビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド基に置き換えることで、良好な安定性が得られているものと考えられる。以下に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  クロライド  １６．６ｇ（０.０８７モル）の粉末を水  240ｍＬに溶解させ、これにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム２６.３ｇ（０.０９１モル）と酢酸エチル  240ｍＬを加え、撹拌しながら、５〜１０℃で２時間撹拌する。水層を除き、有機層を乾燥させたあと、反応液を減圧濃縮し、真空乾燥させる。得られた油状物をヘキサンで処理し、再度真空乾燥させる。白微かっ色半固体状の４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド３１．３ｇ（収率８３％）を得た。
ＮＭＲ  
3.15ｐｐｍ（ｓ，６Ｈ，スルホニウムメチル）
6.90〜7.59ｐｐｍ（ｄｄ，４Ｈ，ベンゼン核）
8.33ｐｐｍ（ｓ，１Ｈ，ＨＯ）
【実施例２】
【００１５】
２−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
２−メチルベンジルクロライドと４−ヒドロキシフェニルメチルスルフィドを反応させて得られた２−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  クロライド４０ｇ（０.１４３モル）を水  800ｍＬに溶解させ、これにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム４３ｇ（０.１５０モル）と酢酸エチル  800ｍＬを加え、実施例１と同様に反応、処理する。真空乾燥後、微かっ色油状の目的物６９．７ｇ（収率９３％）を得た。
ＮＭＲ  
2.27ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，フェニルメチル）
3.14ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
4.76ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，フェニルメチレン）
7.00〜7.81ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ，ベンゼン核）
8.33ｐｐｍ（ｓ，１Ｈ，ＨＯ）
【実施例３】
【００１６】
４−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
４−メチルベンジルクロライドと４−ヒドロキシフェニルメチルスルフィドを反応させて得られた４−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  クロライド７ｇ（０.０２５モル）を水  140ｍＬに溶解させ、これにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム７.５ｇ（０.０２６モル）と酢酸エチル  140ｍＬを加え、実施例１と同様に反応、処理する。真空乾燥後、透明微かっ色油状の目的物１２.３ｇ（収率９４％）を得た。
ＩＲ  （ＫＢｒ）  cm-1  1198,1350,1056,1136,615,1586,836,1503,1601,3413
ＮＭＲ  
2.34ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，フェニルメチル）
3.20ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
4.76ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，フェニルメチレン）
7.00〜7.79ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ，ベンゼン核）
8.33ｐｐｍ（ｓ，１Ｈ，ＨＯ）
【実施例４】
【００１７】
４−ヒドロキシフェニルメチル−１−ナフチルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
１−ナフチルメチルクロライドと４−ヒドロキシフェニルメチルスルフィドを反応させて得られた１−ナフチルメチル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  クロライド７ｇ（０.０２２モル）を水  120ｍＬに溶解させ、これにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム６.７ｇ（０.０２３モル）と酢酸エチル  120ｍＬを加え、実施例１と同様に反応、処理する。真空乾燥後、薄かっ色油状の目的物１１.９ｇ（収率９６％）を得た。
ＩＲ  （ＫＢｒ）  cm-1  1198,1350,1136,1057,615,781,1585,1503,1706
ＮＭＲ  
3.15ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
4.76ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，ナフチルメチレン）
7.00〜8.07ｐｐｍ（ｍ，11Ｈ，ベンゼン  ナフタレン核）
8.33ｐｐｍ（ｓ，１Ｈ，ＨＯ）
【実施例５】
【００１８】
４−アセトキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
実施例１で合成した  ４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド３０ｇ（０.０６９モル）をアセトニトリル３００mlに溶解させ、１０℃以下でトリエチルアミン７．３ｇ（０.０７２モル）を加え、３０分後、塩化アセチル５.７ｇ（０.０７３モル）を滴下する。３時間撹拌後、副生するトリエチルアミンの塩酸塩をろ過して除き、アセトニトリル層を減圧濃縮する。透明油状の目的物２６.２ｇ（収率７９.６％）が得られた。
ＩＲ  （ＫＢｒ）cm-1  1195,1058,1139,1352,617,1761,3034,2941,515
ＮＭＲ  
2.19ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，アセチル）
3.18ｐｐｍ（ｓ，６Ｈ，スルホニウムメチル）
7.20〜7.89ｐｐｍ（ｄｄ，４Ｈ，ベンゼン核）
【実施例６】
【００１９】
２−メチルベンジル−４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
実施例１で合成した２−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド７４.９ｇ（０.１４３モル）をアセトニトリル１２００mlに溶解させ、１０℃以下でトリエチルアミン１５.２ｇ（０.１５０モル）を加え、１０℃以下でクロルギ酸メチル１４.２ｇ（０.１５０モル）を滴下する。２４時間撹拌後、副生するトリエチルアミンの塩酸塩をろ過して除き、アセトニトリル層を減圧濃縮する。微かっ色油状の目的物８１.７ｇ（収率９８．２％）が得られた。
ＩＲ  （ＫＢｒ）cm-1  1195,1227,1059,1138,1269,1352,1769,616,2942,1442
ＮＭＲ  
2.27ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，フェニルメチル）
3.23ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
3.89ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，炭酸メチル）
4.76ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，フェニルメチレン）
7.00〜7.81ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ，ベンゼン核）
【実施例７】
【００２０】
４−メチルベンジル−４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
原料を実施例３で合成した  ４−メチルベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに変更した以外は実施例６に準じて合成した。微かっ色油状の目的物（収率７１.３％）が得られた。
ＩＲ  （ＫＢｒ）cm-1  1194,1227,1352,1770,616,1058,1138,1269,2939,3031
ＮＭＲ  
2.26ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，フェニルメチル）
3.14ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
3.89ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，炭酸メチル）
4.75ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，フェニルメチレン）
6.98〜7.83ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ，ベンゼン核）
【実施例８】
【００２１】
４−メトキシカルボニルオキシフェニルメチル−１−ナフチルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
原料を実施例４で合成した４−ヒドロキシフェニルメチル−１−ナフチルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに変更した以外は実施例６に準じて合成した。かっ色油状の目的物（収率９２.９％）が得られた。
ＩＲ  （ＫＢｒ）cm-1
1196,1227,1351,1770,616,780,1059,1137,2942,2883
ＮＭＲ  
3.15ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
3.89ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，炭酸メチル）
4.76ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，ナフチルメチレン）
6.96〜8.07ｐｐｍ（ｍ，11Ｈ，ベンゼン  ナフタレン核）
【実施例９】
【００２２】
ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
塩化ベンジルと４−ヒドロキシフェニルメチルスルフィドを反応させて得られたベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  クロライド３０ｇ（０.１１モル）を水  500ｍＬに溶解させ、これにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム  ３３．９ｇ（０.１１８モル）と酢酸エチル  500ｍＬを加え、実施例１と同様に反応、処理する。真空乾燥後、白色結晶の目的物４４．１ｇ（収率７６．７％）を得た。
融点  ７６〜８０℃
ＩＲ  （ＫＢｒ）  cm-1  1208,1132,1351,1054,1321,599,574,513,3388,1284,1602
ＮＭＲ  
3.10ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
4.70ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ，フェニルメチレン）
6.90〜7.55ｐｐｍ（ｍ，９Ｈ，ベンゼン核）
【実施例１０】
【００２３】
４−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの合成
実施例９で合成した  ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド１７ｇ（０.０３３モル）をアセトニトリル３００mlに溶解させ、１０℃以下でトリエチルアミン３．５ｇ（０.０３５モル）を加え、３０分後、塩化アセチル２.７ｇ（０.０３５モル）を滴下する。３時間撹拌後、副生するトリエチルアミンの塩酸塩をろ過して除き、アセトニトリル層を減圧濃縮する。微かっ色透明粘凋液体の目的物９．４ｇ（収率５１．５％）が得られた。
ＩＲ  （ＫＢｒ）cm-1  1195,1351,1057,1139,616,1767,515,1495,571
ＮＭＲ  
2.23ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，アセチル）
3.15ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ，スルホニウムメチル）
4.80ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ，フェニルメチレン）
7.00〜7.82ｐｐｍ（ｍ，９Ｈ，ベンゼン核）
【００２４】
参考例
本発明の化合物を重合開始剤として使用した例を記載する。実施例７で得られた化合物０．１ｇをセロキサイド２０２１（ダイセル化学工業株式会社製  エポキシ樹脂の商品名）１０ｇを混合してＪＩＳＫ７０７１（１９８８）の手法に準じてゲルタイムを測定した。加熱温度２００℃で、１０分２３秒であった。また、実施例８の化合物を使用した２００℃の結果は１１分２２秒であった。