真空纯化方法技术

本发明专利技术涉及化合物的真空纯化方法和涉及用于实施所述方法的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及化合物的真空纯化方法，和用于实施该方法的设备。高值有机、有机金属和无机化合物被用于各种应用。因此，例如，API(“活性药物成分”)为用于药物应用的活性成分。另一个重要的应用领域为用于特别是在其中特别是使用有机半导体和有机导体的有机电子领域中的电子应用的材料。因此，例如，在有机电子的领域中可以提及有机电致发光器件(OLED)，有机太阳能电池(O-SC)，有机薄膜晶体管(O-TFT)，有机场效应晶体管(O-FET)，有机集成电路(O-IC)，有机光二极管和有机激光二极管(O-laser)。所有这些应用具有以下共同点：一般来讲，使用少量材料以达到期望的效果。另一方面，对所用的材料有高需求，这需要高纯度。因此，有必要在药物活性化合物的情况下知道次要成分并且有必要达到杂质如金属杂质的最小的可能的(限定的)量，以除了期望的效果外不获得由于杂质导致的不期望的副作用。在有机半导体的情况下，许多性质具体地依赖于微量杂质的最低的可能含量。因此，如果存在数ppm区域中的杂质，则性质如导电性、电荷载流子迁移率或工作寿命将完全可能变化几个数量级。非常少的所用材料以足够的纯度直接从合成中获得。为了获得所需或指定的纯度，复杂的纯化过程通常是必要的。这些由例如(重复的)重结晶、索氏提取法、连续热萃取、柱过滤和/或色谱法或甚至区域熔化构成。已证明，为了除去从催化偶联步骤或反应器磨损存在的溶剂残余物和无机杂质如盐或微量金属，在纯化过程结束后进行升华或固体蒸馏以及根据需要将其重复数次是成功的。此外，也可以通过分级升华或蒸馏实行物质分离。该最终纯化方法对于有机电子器件的中心参数如加工性能、效率、电压和寿命是至关重要的。通常，在室温下为固体的待纯化材料在真空中在存储容器(升华器单元)中被从固或液态转化为气相，并且在冷凝单元中被转化回液或固相。根据现有技术，对于分子量在约400g/摩尔～2000g/摩尔的范围内并且升华或蒸发温度在约200℃～500℃的范围内的材料采用以下升华或固体蒸馏方法：1)标准升华：在根据现有技术的升华中，升华材料在真空容器中被热源加热并且在冷凝器上沉淀为升华物。例如在Houben-Weyl，第四版，AllgemeineLaborpraxis[通用实验室实践]，第I/1和I/2卷(Houben-Weyl,第4版，AllgemeineLaborpraxis[GeneralLaboratoryPractice])中描述了常规设计。2)载气升华：在载气升华中，在减压下使连续的气流在加热的升华材料之上通过。升华物在更冷的区域再次沉淀。例如，在Houben-Weyl，第四版，AllgemeineLaborpraxis[通用实验室实践]，第I/1和I/2卷中描述了常规设计。如下所述，在两种方法中还有提高的需要：1)当达到升华温度时，在标准升华设备中在升华材料/加热表面界面处开始升华。然而，因为位于升华区域之上的升华材料阻塞了通路，所以已经被转化为气相的分子在这时候不能被传输离开到冷凝区域中。因此，升华仅在升华材料的边缘区域发生，其导致可用于转化为气相的面积非常小。这导致在实践中差强人意的非常低的升华率。2)虽然为了增加升华率而增加温度导致升华材料的整个表面的升华，但是由于材料的导热性非常低，为了获得可行的升华率而必要的升华温度的超出经常是如此的大以致升华材料发生分解。分解通常在最热的点，即升华材料/加热表面界面处发生。然后在该点经常形成灰层，其在升华材料/加热表面界面之间用作绝缘层，并且因此使得热向升华材料中的输入甚至更难。3)在实践中在载气升华设备中的升华导致相似的问题。在此，差的热输入和所需升华温度的相当大的超出经常导致观察到材料的灰化。此外，材料经常被载气流分散或夹带在设备的大的区域之上，这使得升华材料的除去困难得多。此外，由于在某些情况下使用长度高达3米的长玻璃管，设备在实践中非常笨重和复杂，并且设备非常贵，意味着该方法的经济使用是困难的。由于上述问题，通常在有机电致发光器件中使用的材料的许多种，例如有机金属Ir或Pt的络合物，如Ir(piq)3(三(苯基异喹啉)铱)或被用作荧光化合物的苯乙烯胺，在使用上述标准升华方法的升华期间经历部分或完全分解。其同样适用于在有机电子领域中采用的许多其它材料。仅有少数非常稳定的材料能使用这些方法以足够高的升华率升华而不分解。涉及实际升华的纯化方法为固体蒸馏：在室温下为固体的一些材料在达到可行的升华率或蒸发率前融化。在转化为熔体后，这些进行固体蒸馏，其中冷凝取决于冷凝单元的冷却以液或固态发生。在标准冷凝设备中的固体蒸馏的性能转而具有相当大的不足。虽然热向熔体的输入由于对流而在这种情况下比在固体的升华的情况下更好，但是对应于熔体/气相界面的蒸发表面在此由于设计而再次是小的。在实践中，这导致低的蒸发率。此外，发生另外两个问题：熔体材料总是包含通常为0.0001％～1％的少量的来自前面的湿化学纯化方法的挥发性残余溶剂。这些在有机材料熔化期间自发地蒸发并且随其携带熔体的液滴，这污染在冷凝器上冷凝的冷凝物。另一个问题在于，经常在冷凝器上冷凝为有机玻璃的冷凝物具有有机玻璃典型的非常低的导热性。冷凝热因此即使在通常为几毫米的小冷凝物层厚度的情况下也不再能充分消散，意味着冷凝物不再在冷凝器上凝固，而是以液体形式被制造并且从冷凝器滴回到熔体中。这种现象将在典型的标准升华设备中能处理的物质的量限制为约50g，是因为否则的话，在10g/h的区域中的蒸发率下的温度应力变得如此的大以致发生显著的分解。因此本专利技术的目的是为这个目的提供技术改进。特别地，期望一种方法，其中可以将相对大的量的材料纯化或在更短的时间内升华且具有更少的分解。仅提供这种类型的方法使得工业规模的升华是以适当方式是可行的。本专利技术的目的还在于提供对于热敏材料的升华的技术改进。令人惊讶地，发现如果升华材料在高真空，即通常<10-3毫巴的真空下从旋转容器中升华，则可以更有效地实施升华方法而具有相当少的分解或完全没有分解，其中升华设备具有选自如下的真空密封耦合：具有磁流体密封的旋转馈通件或双或三重作用机械面密封。对于如用于例如有机电致发光器件的一些材料，仅该类型的方法使得升华完全可行，而这些材料在标准升华方法中完全分解。因此本专利技术涉及这种方法和用于实施这种方法的设备。现有技术公开了升华和蒸馏方法，其中升华或蒸馏材料被置于旋转容器中：L.C.Craig等(分析化学(Anal.Chem.)1950，22，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纯化在室温下为固体的化学物质(升华材料)的方法，其中所述物质在真空中被加热、被转化为气相并且随后被冷凝，其特征在于包含所述升华材料的容器旋转，和特征在于在一种设备中实施所述方法，所述设备在旋转部和静态部之间具有旋转耦合，所述旋转耦合选自具有磁流体密封的旋转馈通件或者双或三重作用的机械面密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.13 EP 13004019.91.一种用于纯化在室温下为固体的化学物质(升华材料)的方法，其中所述物质在真空
中被加热、被转化为气相并且随后被冷凝，其特征在于包含所述升华材料的容器旋转，和特
征在于在一种设备中实施所述方法，所述设备在旋转部和静态部之间具有旋转耦合，所述
旋转耦合选自具有磁流体密封的旋转馈通件或者双或三重作用的机械面密封。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述升华材料从固态或从熔体转化为气相，
和特征在于冷凝成固相或液相。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在10-3毫巴～10-7毫巴、优选在10-4毫巴
～10-6毫巴的压力下实施所述方法。
4.根据权利要求1～3中的一项或多项所述的方法，其特征在于所述升华材料的分子量
在300g/摩尔～5000g/摩尔、优选在400g/摩尔～2500g/摩尔的范围，特别优选在450g/摩尔
～1500g/摩尔的范围。
5.根据权利要求1、2或4中的一项或多项所述的方法，其特征在于在10-1毫巴～10-4毫巴
的压力范围下使用载气实施所述方法。
6.根据权利要求1～5中的一项或多项所述的方法，其特征在于半连续地实施所述方
法。
7.根据权利要求1～6中的一项或多项所述的方法，其特征在于旋转速度在0.5分钟-1～
100分钟-1的范围，优选在1分钟-1～20分钟-1的范围，特别优选在1.5分钟-1～10分钟-1的范
围。
8.根据权利要求1～7中的一项或多项所述的方法，其特征在于所述升华材料在20...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·斯托塞尔，于尔根·富赫斯，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE