85●東ソーの有機合成技術と有機中間体製品群
南陽研究所 有機中間体グループ

江口 久雄
西山 正一
石川 真一

変重要である１）。当社は世界有数のＨＢｒメーカーで1．はじめにあり、このＨＢｒアンチ付加反応技術を利用した製品

東ソーは、グループ企業（東ソー有機化学、東ソを多数保有している。尚、当社では、製品毎に最適なー・エフテック、東ソー・ファインケム）と連携して、ラジカル開始剤（光、空気、有機系開始剤）を選択し有機合成事業を積極的に展開中である。表１には、東て使用している。本合成技術により製造される代表的ソーグループが保有する主要な有機合成技術をまとめ製品を以下にまとめた。

た。東ソーグループでは、全ハロゲン元素と各種有機金属の取り扱いが可能であり、広範囲の有機合成反応［1］１-ブロモ-３-クロロプロパン（商品名：ＢＣＰ）
ＢＣＰは、医薬品、農薬、香料等の分野で多用されを工業スケールで実施できる特徴を有する。
当社は、この様な特徴ある有機合成技術を活用して、ている。特に、医薬品製造のＣ３スペーサーとして需

医薬品、電子材料、工業薬品等の分野に多数の有機中要が多い。ＢＣＰが使用される代表的な医薬品として間体製品（有機ファイン製品）を供給している。本稿

は、ペントキシフィリン（血管拡張剤）、ベラパミル

では、当社の代表的有機合成技術（ＨＢｒアンチ付加（血管拡張剤）、ゲムフィブロジル（高脂血症治療剤）、反応技術、ハロゲン−有機金属反応技術）について解クロルプロマジン（精神安定剤）等が挙げられる。
ＢＣＰは、アリルクロライドとＨＢｒガスとのアン説し、それら合成技術により製造される主要製品を紹チ付加反応により製造される（図２）。当社のＢＣＰ介する。

プラントは、効率的な連続反応プロセスを採用してお2．ＨＢｒアンチ付加反応技術り、優れたコスト競争力を有する。当社では、ＢＣＰオレフィン類とハロゲン化水素との反応では、通常、誘導体（ＣＰＯ、ＭＯＰＬ、４-ＣＢＮ他）をラインマルコニコフ型付加反応が進行する。一方、ラジカルアップし、更にＢＣＰから誘導される高次医薬品中間開始剤存在下にＨＢｒガスを用いてこの反応を行う体の受託合成事業にも積極的に対応している。と、アンチ付加反応（逆マルコニコフ型反応）が進行する（図１）。オレフィン類へのアンチ付加反応は、

ClOH

ＨＢｒガス特有の反応であり、有機合成技術として大CPO
HBr

X＝HalogenCl

R CH CH3X

Markovnikov reaction

BrClcat

MeO

OH

BCP

MOPL

R−CH＝CH2＋HX
X＝Br

radical initiator

図１

4-CBN

図２

HBrアンチ付加反応技術

表１
グループ企業
東ソー
東ソー有機化学
東ソー・エフテック
東ソー・ファインケム

CNCl

R−CH2−CH2−Br

BCPの製造法、並びにBCP誘導体

東ソーグループ企業の主要製造技術
主要製造技術①臭素化反応、②塩素化反応、③アミノ化反応①臭素化反応、②塩素化反応、③グリニャール反応①フッ素化反応（F2, HF）、②ヨウ素化反応①有機金属反応（Li, Mg, B, Zn, Al等）、②超低温反応（ 85 ）86

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.47（2003）［2］ｐ-スチレンスルホン酸ソーダ（商品名：NaSS）

を、有機リチウム化合物や有機マグネシウム化合物へNaSSは、アクリル繊維染色剤、反応性乳化剤、アと誘導した後、官能基変換を行う方法をグリニャール

イロン用仕上げ剤原料として多用されている。また、型反応と総称している。一方、パラジウム系触媒を用各種水溶性ポリマー、イオン交換樹脂、帯電防止剤、いて、有機ハロゲン原料から直接官能基変換を行う方医薬品等の広範囲用途でも使用される有用な機能性モ法をヘック型反応と総称している。現在、我々は、本ノマーである 。

反応技術を用いる製品開発を積極的に推進中であ２）

NaSSの製造法を図３に示した。スチレンとＨＢｒる３）。代表的製品を以下にまとめた。

ガスとのアンチ付加反応により、β-ブロモエチルベンゼン（β-ＢＥＢ）へと誘導した後、スルホン化、［1］ｐ-ｔ-ブトキシスチレン（商品名：ＰＴＢＳ）

NaOH処理を経て、NaSSが製造される。当社では、

現在、半導体製造分野では、ＫｒＦエキシマレーザ

各種NaSS系ポリマーの製造も行っている。更に、ｐ-ー（248nm）を光源とするリソグラフィー技術が主流スチレンスルホン酸リチウム（ＬｉＳＳ）、ｐ-スチレとなっている。この用途では、ＫｒＦ光の透過性に優ンスルホン酸エチルエステル（ＥＴＳＳ）等の関連製れるポリヒドロキシスチレン（ＰＨＳ）をベースポリ品もラインアップしている。ＬｉＳＳやＥＴＳＳは、マーとする化学増幅型レジストが採用されている４）。

NaSSと比較して有機溶媒への溶解性に優れるため、ベースポリマーのＰＨＳは、共重合組成や分子量分布多用な共重合ポリマーの製造が可能となる。尚、等によって複数グレードに大別されるが、ＰＴＢＳのNaSSの中間原料として製造されるβ-ＢＥＢは、医薬リビング重合で製造される狭分散ポリマーが最も需要品用途等にも需要がある。

量が多い。
ＰＴＢＳは、ｐ-ｔ-ブトキシ-クロロベンゼンと塩化3．ハロゲン−有機金属反応技術ビニルモノマーとのグリニャール−ビニル反応より製さて、急速に進歩している有機金属化学を利用する造される（図５）。当社製造法は、高活性なオリジナことにより、有機ハロゲン原料から広範囲の有機中間ル触媒法を採用しており、製品品質並びにコスト競争体製品（有機ファイン製品）が合成可能となる。図４

力に優れる。当社では、ｐ-（１-エトキシエトキシ）スに関連技術をまとめた。当社では、有機ハロゲン原料

チレン（ＰＥＥＳ）、ｐ-アセトキシスチレン（ＰＡＣBr

Br
SO3HBr

NaOH

cat
SO3H

β-BEB

図３SO3Na

SO3Li

SO3Et

NaSS

LiSS

ETSS

NaSSの製造法、並びに関連モノマー製品

Heck-type reaction（Pd-catalyzed reaction）

Grignard-type reaction
Cross-coupling

R1

R
R N

R1
R2

R CO2R1

R
R R1
R−X

R−M

X＝Halogen

M＝Li,Mg,B,Zn

R CO2H
R1

R CN

ROH
R2

図４ハロゲン−有機金属反応技術（ 86 ）

東ソー研究・技術報告 第47巻（2003）87MgClClClMg
O tBu

cat

O tBu

図５O

O tBu

O

PTBS

MePEES

O Ac

Et

PACS

PTBSの製法、並びに関連モノマー製品

Ｓ）等の関連製品もラインアップしている。３種モノ［3］トリアリールアミン類（有機ＥＬ材料）

マーは、それぞれ共重合性能や重合後の脱保護条件が次世代ＦＰＤとして、有機ＥＬディスプレイが注目異なるという特徴を有する（脱保護条件：ＰＴＢＳ＝されている。有機ＥＬ素子は、通常、基板上に透明陽強酸性条件、ＰＥＥＳ＝弱酸性条件、ＰＡＣＳ＝アル極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を順に積カリ性条件）。ＫｒＦレジスト分野では、このモノマ層させた構造を有する。重要な構成材料である正孔輸ー性質を利用して、種々のＰＨＳ系ポリマーが開発さ送材には、トリアリールアミン類が用いられている６）。

れている。

トリアリールアミン類は、従来、アリールヨード類とジアリールアミン類とのウルマン反応により合成さ［2］α-CF ３アクリル酸系モノマー（商品名：ＭＡＦ系モノマー）れてきた。しかしながら、この合成法は、①Ｃｕ触媒多量使用、②高温反応条件、③低反応収率等の問題を次世代リソグラフィー技術として、ＡｒＦエキシマ有しており、工業的製造法としては満足できるものでレーザー（193 nm）やF２レーザー（157nm）を光源はない。最近我々は、トリアリールアミン類の効率的とする方法が検討されている。200nm以下の波長領域製造法（ヘック−アミノ化反応）を開発した。図７にでは、殆どのポリマー材料が強い吸収を有すため、レは、汎用正孔輸送材ＮＰＤを例に、当社製造法の概略ジスト材料の大幅見直しが必要となる。最近、この波を示した。Pd-P(tBu)3触媒を用いる当社製造法は、極長領域の光透過性を高めるために、フッ素系ポリマーめて高活性であり、原料にアリールクロライド類を用に注目した研究が活発化している 。我々は、上記市いた場合でも、高収率で反応が進行する。更に、Pd-場ニーズに対応するため、α-CF ３アクリル酸（ＭＡ

P( tBu) 3触媒法は、図７に示す様なポリマー合成に展Ｆ）系モノマーを開発した。

開できることも見出した。当社では、既にＮＰＤやＰ

５）出発原料となるＭＡＦは、図６に示すようなヘック−カルボニル化反応により製造される。図６には、ＰＢＡ等を商品化しており、更に高性能なオリジナル材料（正孔輸送材、発光材）も開発中である。

商品化に成功したモノマーも例記したが、特にアダマ

尚、Pd-P(tBu)3触媒を用いるアミノ化技術は、重要ンタン骨格を有するモノマー類が、重合特性、ドライな医薬品中間体であるN −アリールピペラジン類の製エッチング耐性等に優れた性能を有することが明らか

造にも極めて有効であり、当社ではその商品化検討にとなっている。

も注力している。

CF3Br2NaOH

CF3CO, H2O

CF3Pd catMAF

CO2HBr

CF3CF3CF3CF3CO2 tBu

CO2CO2CO2

MAF-MAEMAF-ADE

MAF-HAE

MAF-TBE

図６

Me

MAFの製造法、並びにMAF系モノマー製品（ 87 ）OH

88

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.47（2003）

Pd-P（tBu）3
X

2 HN

X

N

N
NaOtBu

X＝Halogen

NPD

NH2X

Pd-P（tBu）3N

Xt

NaO BuR

X＝Halogen

R

PPBA

n

Pd-P（tBu）3
X

R

HN

NH

N

R

NaOtBuNH

X＝Halogen

図７

Pd−P（tBu）3触媒を用いるヘック−アミノ化反応技術［4］Pd-P(tBu)3触媒の応用展開の創出を目指してゆきたいと考えている。

Pd-P(tBu)3触媒の優れた反応性は、当社のアミノ化

最後に、表２に当社の機能性モノマー製品群をまと研究において初めて発見された 。その後、当社の発めた。本稿で紹介した製品以外に、特殊なメタクリル

表が契機となり、Pd-P( Bu)3触媒を利用する研究が急酸系モノマー（レジスト材料）等もラインアップして速に広まっている 。例えば、図８に示した反応は、おり、ユニークな製品群となっている。

７）

t８）

従来、アリールクロライド類では進行しないとされて

5．参考文献きたが、いずれもPd-P(tBu)3触媒を用いることにより

１）D.Price et al., Bromine Compounds, Chemistry

達成された９）。現在我々も、液晶材料並びに医薬品中and Applications, Elsevier, 22（1988）

間体への応用展開を検討中である。

２）服部達夫、木原啓一、玉林範三、大庭良爾、田中

4．ま と め哲夫、小田康弘、桂川寛二、東洋曹達研究報告、

当社は、ハロゲン化学と有機金属化学を基盤とした24（ 1）、3（1980）；林隆夫、小田康弘、江村徳

有機合成事業を積極的に展開中である。本稿では、当昭、東洋曹達研究報告、27（2）、81（1983）；小社の代表的有機合成技術（ＨＢｒアンチ付加反応技術、田康弘、新谷孝司、東洋曹達研究報告、28（ 2）、ハロゲン−有機金属反応技術）について解説し、それ71（1984）３）江口久雄、西山正一、石川真一、ファインケミカ

ら合成技術により製造される主要製品を紹介した。

ル、32（2）、5（2003）

我々は、当社の優位性を活かすべく、今後ともハロゲ
ン化学と有機金属化学の深化に努め、高付加価値製品

４）中瀬真、機能材料、18（5）、60（1998）

R

R1
B(OH)2R1N

R

R1R1HN
R2R2MgX

R1RCl

R

R1

R1ZnX

R1
R1 SnBu3
R1RR

図８R1R

Pd−P(tBu)3触媒を利用した反応例（ 88 ）

R1

東ソー研究・技術報告 第47巻（2003）

表２89

機能性モノマー製品群

製品名

構造式

物性NaSSSodium p -styrenesulfonate
Cas No.2695-37-6

SO3NaWhite solidm.p. 330℃(decomp.)

LiSS
Lithium p -styrenesulfonate
Cas No.4551-88-6

SO3LiWhite solidm.p. 325℃(decomp.)

AmSS
Ammonium p -styrenesulfonate
Cas No.26914-43-2

SO3NH4White solidm.p. 275℃(decomp.)

ETSS
Ethyl p -styrenesulfonate
Cas No.16736-98-4

SO3Et

Pale yellow liquidb.p. 150℃/0.27kPa

PTBSp -t -Butoxystyrene
Cas No.95418-58-9

O tBu

Pale yellow liquidb.p. 92℃/0.67kPa

PEESp -(1-Ethoxyethoxy)styrene
Cas No.157057-20-0O

Pale yellow liquidb.p. 106℃/0.67kPa

PACS
p -Acetoxystyrene
Cas No.2628-16-2

O Ac

Pale yellow liquidb.p. 101℃/0.67kPa

PVBA
p -Vinylbenzoic acid
Cas No.1075-49-6

CO2HWhite solidm.p. 133-134℃

O Et
Me

MAF-TBE

Colorless liquidb.p. 37℃/3.1kPa

CF3t -Butyl-(α-trifluoromethyl)acrylate
Cas No.105935-24-8

CO2 tBuMAF-MAE
2-Methyl-2-adamantyl-(α-trifluoromethyl)acrylate
Cas No.188739-86-8

CF3 MeCO2

Colorless liquidb.p. 95℃/0.05kPa

MAF-ADE1-Adamantyl-(α-trifluoromethyl)acrylate
Cas No.188739-82-4

CF3White solidm.p. 27-29℃

CO2MAF-HAE
3-Hydroxy-l-adamantyl-(α-trifluoromethyl)acrylate
Cas No.521913-15-5

CF3CO2OH

Colorless liquidb.p. 75℃/0.40kPa

ECHMA
1-Ethyl-l-cyclohexyl methacrylate
Cas No.274248-09-8

MeGBLMA
α-Methacryloyloxy-γ-butyrolactone
Cas No.195000-66-9

Me
CO2O

BMGBL
β-Methacryloyloxy-γ-butyrolactone
Cas No.130224-95-2

MeO

CO2O

MeCF3OEt

CO2MA-FLE
5-Methacryloyloxy-2-trifluoromethy-2,6norbornanecarbolactone
Cas No.new product

White solidm.p. 85℃

OCO2

Pale yellow liquidb.p. 107℃/0.27kPa
Colorless liquidb.p. 80℃/0.04kPa
Pale yellow solidm.p. 108-109℃

O５）R.R.Kunz et al., J. Photopolym. Sci. Technol., 12,

辺真人、西山正一、山本敏秀、鯉江泰行、東ソー

561（1999）; 遠藤政孝、化学と工業、55、993（2002）

研究報告、43、37（1999）
８）辻二郎、有機合成化学協会誌、59、607（2001）;

６）T.W.Tang et al., Appl. Phys. Lett., 51, 913（1987）;
S.A.Vanslyke et al., ibid., 69, 2160（1996）

ibid., 60, 989（2002）
９）G.C.Fu et al., J. Am. Chem. Soc ., 122, 4020７）M.Nishiyama, T.Yamamoto, Y.Koie, Tetrahedoron

Lett., 39, 617（1998）; ibid., 39, 2367（1998）; 渡（ 89 ）（2000）; ibid., 123, 2719（2001）; ibid., 123, 6989
（2001）