일반기술

N-터셔리-부톡시말레이미드 및 그 제조방법

본 발명은 산이나 열에 의한 분해가 용이하여 N-히드록실기의 보호 및 탈보호반응에 유리한 터셔리-부틸(tert-butyl)기를N-히드록시말레이미드(N-hydroxymaleimide : 이하 HOMI로 표기함)에 도입한 구조식(I)의 새로운 단량체인 N-터셔리-부톡시말레이미드(N-tert-butoxymaleimide : 이하 t-BuOMI로 표기함.) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.일반적으로 말레이미드와 그 유도체는 살균제, 살충제등의 유기화합물로 유용하게 쓰이고 염료, 가소제의 합성시 중간체로 이용된다. 말레이미드 화합물은 라디칼 중합반응시 매우 반응성이 좋은 단량체로 쓰이며, 그 중합체는 내열성이 우수하므로 여러 분야에서 이용된다. 말레이미드 구조의 독특한 내열성과 히드록실기의 큰 극성때문에 탈보호전후에 있어서용해도의 현저한 차이가 있어 미세형상용 레지스트재료로 적용성이 매우 크다. 본 연구진은 터셔리-부톡시카르보닐(t-BOC) 보호기로 N-치환된 N-터셔리 부톡시카르보닐 말레이미드(t-BOCMI)를 신규 합성하여, 그 레지스트 특성을 조사하였으며, 계속적인 연구결과 반도체의 초미세 가공기술에서 고감도와 내열성의 미세화상 형성이 가능한 N-히드록시말레이미드구조에 기초를 둔 새로운 레지스트 고분자를 발명하였다. D.A.Laufer등은(JACS., 1968, 90, 2696) 에틸렌/HOMI 공중합체가 펩티드 합성에 중요한 시약으로 이용됨을 보고한 바 있으며, 이같은 고분자는 펩티드의 단계적인 합성에서 시약이나 지지물질로 이용되기도 한다. 종래 공지된 문헌(Bulletinof the Chemical Society of Japan., 1971, 44, 1084)에 의하면 본 발명과 유사한 여러가지 N-히드록시말레이미드유도체(O-벤질, O-아세틸, O-벤젠술폰일, O-메틸말레이미드)의 제조에 관하여 개시되었지만, 이들 기존의 HOMI 유도체는 안정한화합물로 보호/탈보호반응이 가능한 화합물이 아니다. 따라서 본 발명자들은 공지의 제조기술을 기본원리로 하여 딜스-알더반응시킨 후 t-부틸기를 도입하고 다시 레트로딜스-알더반응을 통해 퓨란을 열분해 제거하여 보호기를 갖는 원하는 t-BuOMI 단량체를 제조하였다. 본 발명의 t-BuOMI 단량체는 신규한 화합물로서 공중합체의 제조에 유리하고 t-부틸기는 열이나 산반응에 의하여 용이하게 탈보호되어 HOMI구조로 변하므로 극성이 크게 변하여 미세화상 형성용 레지스트재료로 응용성이 크다. 본 발명에 의하면, 구조식(Ⅲ) 화합물의 N-히드록실기에 산 촉매 조건하에서 이소부틸렌을 반응시켜 t-부틸기가 도입된구조식(IV) 화합물을 생성하는데 이 생성물은 분리하기가 쉽고, 최종단계에서 t-BuOMI가 승화성이 있기 때문에 열분해반응으로 고순도로 용이하게 제조된다. 전체적인 합성방법에 있어서 이소부틸렌 기체를 효과적으로 이용하므로 조작이 간편하고 경제적으로 대량생산이 가능한 장점이 있다. 또한 높은 수율로 t-BuOMI 단량체의 합성이 가능할 뿐만 아니라 본 발명에 의하여 제조된 t-BuOMI 단량체는 히드록시말레이미드에 t-부틸기가 도입되어 있어 감도와 내열성이 우수한 레지스트재료의 제조에 적합하다.