一种新型苯磺酸光致产酸剂的合成

周口师范学院本科毕业论文（设计）1目录摘要：.....................................................................................................2引言.............................................................................................................21实验部分..................................................................................................31.1仪器与试剂........................................................................................31.2试验方法............................................................................................32结果与讨论..............................................................................................42.1反应历程............................................................................................42.2粗产品产率........................................................................................42.3红外特征吸收光谱.............................................................................4结论.............................................................................................................6参考文献.....................................................................................................6致谢.............................................................................................................7周口师范学院本科毕业论文（设计）2一种新型苯磺酸酯类光致产酸剂的合成摘要：本文自主设计合成了一种新型苯磺酸酯类光致产酸剂。利用1-萘酚与苯磺酰氯在吡啶条件下，合成一种新型苯磺酸酯。最后通过IR的方法对合成的化合物进行确认以及性能表征。关键词：苯磺酸酯类；光致产酸剂；1-萘酚；苯磺酰氯SynthesisofanovelbenzenesulfonicacidesterphotoacidgeneratorAbstract:Thisarticleindependentlydesignedandsynthesizedanewsulfonicacidesterslight-inducedproductionofacid.1-naphtholandbenzenesulfonylchlorideinpyridineundertheconditionsofsynthesisofanewsulfonicacidester.Finally,theIRmethodforconfirmationandcharacterizationofsyntheticcompounds.Keywords:sulfonicacidesters;light-inducedproductionofacid;1-naphthol;benzenesulfonylchloride引言光致产酸剂又称为光产酸剂（photoacidgenerator，PAG）是指在紫外可见光、X射线、电子束、离子束等适当光照射下的光作用下，能产生酸的化合物。此酸能够作为催化剂使光照区域发生酸解反应，从而使曝光区域和非曝光区域有很大的溶解性差异，可以通过显影得到所需要的图像。1983年由IBM公司的Ito等提出的化学增幅（ChemicallyAmplified，CA）光致产酸剂被认为是非常有前景的感光成像体系，因为光产酸剂体系具有很好的化学增幅效应、较高的成像灵敏度和记录精度。提到光产酸剂最容易想到的一种用途就是应用到光刻胶领域中，光刻胶作为集成电路中的一种关键性材料而被人周口师范学院本科毕业论文（设计）3熟知，它的性能直接影响到集成电路的集成度。光刻胶中使用的感光物质有双膜树脂自身、双叠氮化合物、重氮萘醌化合物和本文要合成的光致产酸剂，光刻工艺也经历了从G线(436nm)光刻，I线(365nm)光刻，到深紫外248nm及193nm再到超紫外技术（EUV）和电子束直写技术（EBOW）的发展历程。感光物质的发展推动着光刻工艺的发展，对感光物质的研究一直是一个热点领域。光产酸剂的主要种类有重氮盐、鎓盐、磺酸酯以及有机多卤化合物。由于磺酸毒性小，酸强度、酸扩散度适当，挥发性小，所以在光刻胶生产中普遍使用的光产酸剂是能够产生磺酸的光产酸剂，如硫鎓盐、磺酸酯类等。磺酸酯类光产酸剂又能根据人们的需要进行结构上的剪裁，而应用于正性和负性的抗蚀剂体系中，应用范围有很大拓宽。本文自主设计合成了一种苯磺酸酯类光产酸剂，并通过IR进行性能表征。1实验部分1.1仪器与试剂红外分光光度计（WQF-510）、KBr压片、电子分析天平、磁力搅拌器、250ml烧杯、100ml烧杯、50ml烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗等实验室常用仪器和设备。1-萘酚、苯磺酰氯、吡啶、无水乙醇、氯仿、水、所用试剂为分析纯，水为去离子水1.2试验方法用电子天平称量2.88g1-萘酚粉末，以50mL烧杯为容器称量3.53g苯磺酰氯溶液，将称量好的1-萘酚粉末转移到盛有苯磺酰氯中的烧杯中。用50mL量筒量取20mL无水乙醇加入反应烧杯中，磁力搅拌3小时，在搅拌开始时、搅拌半小时、搅拌1小时的时候分别一次性加入4mL吡啶试剂。搅拌完成后，向溶液中加蒸馏水，直至有大量白色絮状物质生成，冰浴30min。用分液漏斗分离出产周口师范学院本科毕业论文（设计）4物，再用大量蒸馏水水洗产物，然后用分液漏斗重复分离产物，用干燥剂CaCl2干燥反应产物，用电子天平称重产品重量，得到产品5.14g。2结果与讨论2.1反应历程本实验利用1-萘酚与苯磺酰氯经无水乙醇溶解后，在吡啶提供的碱性环境和磁力搅拌条件下反应，反应合成一种苯磺酸脂类光致产酸剂，此反应的反应方程式为：OH+SOOCl吡啶条件无水乙醇OSOO+HCl2.2粗产品产率粗产品经过粗提纯后得到产品质量为5.1402g,理论产量为：（2.88g/144）×284=5.68g产率η=5.1402g/5.68g×100﹪=90.4﹪2.3红外特征吸收光谱以KBr压片作为基底，测定其基准线，然后分别测定反应药品苯磺酰氯、1-萘酚与合成的光致产酸剂产物的红外光谱，1-萘酚是粉末状可以直接与KBr一起压片测定红外光谱，苯磺酰氯是稀溶液，则是取少量苯磺酰氯试剂滴在压片上进行测定，而合成的苯磺酸酯产品密度较大，需要用氯仿稀释之后才能滴加到压片进行红外测定。将三者进行对比，结果显示所制得光致产酸剂与预期结构相符。周口师范学院本科毕业论文（设计）5苯磺酰氯的红外光谱图1-萘酚的红外光谱图周口师范学院本科毕业论文（设计）6苯磺酸酯红外光谱图结论1-萘酚与苯磺酰氯在吡啶条件下反应生成目标产物，产率为90.4％。用分液漏斗分离出光致产酸剂，经红外光谱测定与预期产物结构相同。参考文献【1】李金亮，蒋玉文，双三氯甲基三嗪类光产酸剂的设计合成与性能研究，中南大学硕士论文【2】王美丽，王广文，韩元利，蒲嘉陵，新型硫鎓盐类光生酸剂的产酸性能研究，北京印刷学院报1001-9730（2007）【3】郑金红，光刻胶的发展与应用【J】，精细与专用化学品，2006年16期【4】王美丽，新型光生酸剂的合成及其成像性能研究，北京印刷学院硕士论文【5】王美丽，王广文，韩元利，蒲嘉陵，三嗪类光生酸剂的合成及性能表征，北京印刷学院报，2008年16卷2期周口师范学院本科毕业论文（设计）7【6】杨幸幸，邹应全，硫鎓盐产酸剂的合成及其产酸效率，应用化学，2009.10（26）【7】WUWen
Qiang(巫文强),KEXu(柯旭),HUANGYe(黄晔),WANGYue
Chuan(王跃川).ChineseJApplChem(应用化学)[J],2007,24(2):134【8】Kyung-MinKim,RamakrishnanAyothi,ChristopherK.Ober，Synthesis,CharacterizationandLithographyPerformanceofPhotoacidGeneratorwithShortPerfluoroalkylAnion，PolymerBulletin55,333–340(2005)DOI10.1007/s00289-005-0444-8【9】KiyoshiHosono，AkihikoKanazawa，HideharuMori，TakeshiEndo，Enhanceddegradationofcelluloseacetatefilmcontainingdiphenyliodoniumsalt–benzophenone，Cellulose(2007)14:529–537DOI10.1007/s10570-007-9127-y【10】CelsoL,TrioloA,TrioloF,DonatoDI,SteinhartM,KriechbaumM,AmenitschH,TrioloR(2002)EurPhysJSoftMatter8:311【11】ArotcarenaM,HeiseB,IshayaS,LaschewskyA(2002)JAmChemSoc124:3787【12】HerlithySL.WO03072567A1[P],2003致谢通过近三个月的努力，我的毕业论文《一种新型苯磺酸酯类光致产酸剂的合成》终于完成了，这意味着大学生活即将结束。大学的4年期间，我在学习和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中，我的导师王筠老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。毕业论文的撰写是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。我将铭记我曾是一名周口师范学院的学子，在今后的工作中把周口师范学院的优良传统发扬光大。