2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯的制备及在光刻胶中的应用

2026/3/15 8:02:11 作者:chemS

2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯(2-Oxotetrahydrofuran-3-yl methacrylate, CAS:195000-66-9)为无色至淡黄色透明液体,闪点为152℃,分子式为C8H10O4,分子量170.16,其外观如图1所示。

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图1. 2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯外观

制备方法

在装有搅拌浆、冷凝管、温度计的L四口瓶中加入4073ml的正己烷,开启搅拌,向体系加入2-基-四氢呋喃-3-醇78.10g,向反应体系缓慢加入0.03g阻聚剂对苯醌,加入107.2g碱性离子交换树脂,调节ph=7-8,降温至-18°C,向反应体系缓慢滴加107.2g甲基丙烯酸乙烯酯,保温反应7h,监测反应进程,取样检测反应完全后向反应体系加入1000ml水,搅拌萃取分相,有机相经过干燥后减压浓缩蒸干后得到2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯产品122g,收率93.72%。本实施例合成的2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯的气相色谱图见图2。

上述制备方法与传统技术项目,具有大大缩小反应时间、高收率、利于工业化生产、成本低等优势。[1]

2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯GC谱图.png

图2. 2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯GC谱图

光刻胶中的应用

在3D NAND存储器制造中,需使用厚度≥6微米的248nm(DUV)光刻胶以实现台阶多次刻蚀,但传统KrF光刻胶因高UV吸收无法满足厚膜光刻需求,且现有丙烯酸酯类光刻胶多用于193nm,尚无适用于≥6微米厚度的248nm丙烯酸酯类光刻胶报道。

冉瑞成等人[2]提出一种UV吸收度小、耐刻蚀的含金刚烷丙烯酸酯共聚物光刻胶组合物,厚度可达6-20微米。针对含金刚烷(甲基)丙烯酸酯聚合物因侧基庞大、机械性能差,在厚膜(≥5微米)下易开裂的问题,通过提高聚合物分子量(重均分子量≥15000)及增加主链柔性的方法,有效抑制了厚膜开裂。

包含丙烯酸酯共聚单体的四元聚合物合成方法如下:在500m1四口烧瓶中,依次加入单体25.60g的2-甲基-2-金刚烷醇丙烯酸酯、28.86g的2-乙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯、19.77g的2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯、25.83g的3-羟基-1-金刚烷醇丙烯酸酯、2.0g的引发剂AIBN以及200g的溶剂1,4-二氧六环,在磁力搅拌的作用下常温下完全溶解后,在氮气保护下,设置油浴锅温度为80C、调节转速至20,缓慢升温,使四口烧瓶中反应体系的温度升至70°C,稳定反应18h,得到澄清透明的溶液。反应完全后,用和反应液相同重量的甲醇滴至反应液中,边搅拌边滴加,滴加时间为约50min,完成后再搅拌30min后,停止搅拌后,移除上清液。向移除上清液后的沉淀中加入300mlCH2C12搅拌溶解,溶解完全后得到大约600ml溶液,滴加2倍溶液体积的正己烷,搅拌至固体完全沉淀后,移除上清液后,再加入约1200ml的正己烷搅拌使固体沉淀粉末化,真空抽滤后,将固体粉末放入50°C烘箱中烘干至恒重,得到根据丙烯酸酯共聚物。[2]

参考文献

[1] 张琛,王静云,杜照磊,李石磊,孙佳伟,宋扬. 一种193nm光刻胶用丙烯酸酯树脂单体的合成方法. CN 114560768 A.

[2] 冉瑞成,魏正华,宋红波,石东昌,韩政,孙友松,毛国平. 一种丙烯酸酯共聚物及包含其的光刻胶组合物. CN 108373520 A.

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