三[N,N-双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三[N,N

【技术实现步骤摘要】
三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及一种三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法。

技术介绍

[0002]氧化钇薄膜具有较高的热稳定性、耐等离子体性以及良好的光投射性，且具有高介电常数，对还原介质的稳定性好，因此在耐热保护膜、耐等离子体薄膜、光学薄膜以及微电子集成电路的制造等方面具有广泛的应用。目前制备氧化钇薄膜的方法主要有以下几种：溅射法、离子镀法、涂布热解法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法以及原子层沉积法（ALD），其中化学气相沉积法和原子层沉积法可制备品质优良的氧化钇薄膜。通过ALD法制备氧化钇薄膜需要前驱体源材料，且对这类材料的纯度要求很高。
[0003]高纯度的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇可作为原子层沉积法制备氧化钇薄膜的前驱体源材料，但目前制备三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的方法通常为：将三氯化钇和N,N
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双（三甲基硅基）胺基锂在加热回流或室温的条件下进行取代反应（Inorganic Chemistry (2018), 57, (4), 2314
‑
2319；Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry (2012), 50, (18), 3743
‑
3749.）。但此类反应在反应物中引入了金属杂质，反应过程中会产生副产物氯化锂，通过一般的重结晶方法难以将副产物去除完全，从而导致产品的金属纯度无法达到ALD工艺技术的要求。通过上述方法制备得到的产物，需通过升华来进一步提高纯度，因此造成产率严重下降，成本提高，不利于产业化生产。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种三[N,N
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双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，利用耦合反应，通过有机胺与氯化氢的反应，促使三氯化钇和六甲基二硅氮烷反应的进行，从而制备得到三[N,N
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双（三甲基硅基）胺基]钇。该方法避免了金属杂质离子的引入，降低了纯化的难度，且反应物价廉、反应产率高，适合工业化量产。
[0005]本专利技术提供了如下所述的技术方案：本专利技术提供一种三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，包括以下步骤：（1）保护气氛下，将无水三氯化钇、有机溶剂与有机胺混合，得到混悬液；（2）向所述混悬液中滴加六甲基二硅氮烷，在搅拌或加热回流的条件下发生反应；（3）反应结束后，收集反应产物，得到三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇。
[0006]本专利技术中，由于反应产物易与水、氧等发生反应，因此整个制备过程均在保护气氛下进行。所述保护气氛包括但不限于氮气气氛、惰性气体气氛。
[0007]本专利技术中，无水三氯化钇是通过对三氯化钇进行预处理去除结晶水而得到的。反应原料三氯化钇需去除表面吸附的水分或结晶水，若反应物中含有水，则水分子会与目标产物发生反应，产生杂质，从而影响目标产物的产率，且后续提纯的难度随着产物中杂质含量的增加而增大，因此在反应前需对反应物三氯化钇进行除水处理。
[0008]本专利技术中，所述预处理为：在保护气氛和减压状态下，对三氯化钇进行热处理。所述热处理的温度优选为90
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95 ℃，时间优选为1
‑
6 h。所述减压状态的压强优选为0.001
‑
1.3 mbar。
[0009]本专利技术步骤（1）中，所述有机溶剂选自甲基叔丁基醚、四氢呋喃、乙醚、正己烷、正戊烷和正庚烷中的一种或多种。优选地，所述有机溶剂为甲基叔丁基醚。
[0010]本专利技术步骤（1）中，所述有机胺选自三乙胺、二乙胺、叔丁胺和甲乙胺中的一种或多种。优选地，所述有机胺为三乙胺。
[0011]有机胺在反应中可以作为碱性试剂除去三氯化钇与六甲基二硅氮烷反应生成的氯化氢，以三乙胺举例对实验机理进行阐述，相关反应方程式如下所示：YCl
3 + 3C6H
15
N + 3C6H
19
NSi
2 = C
18
H
54
N3Si6Y + 3C6H
16
ClN
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I；YCl
3 + 3C6H
19
NSi
2 = C
18
H
54
N3Si6Y + 3HCl
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II；HCl + C6H
15
N = C6H
16
ClN
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式III；式I为总反应方程式，式II为主反应方程式；式III为辅助反应方程式。
[0012]三氯化钇和六甲基二硅氮烷可反应生成氯化氢和目标产物三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇，但该反应在室温以及加热的条件都不能自发进行，通过加入有机胺使其与主反应的产物氯化氢反应，促使主反应的进行以及化学反应平衡向正反应方向移动，从而可以制备高产率的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇。
[0013]进一步地，步骤（1）中，所述有机胺与无水三氯化钇的摩尔比优选为3
‑
7:1。
[0014]进一步地，所述有机胺为三乙胺，无水三氯化钇、六甲基二硅氮烷与三乙胺的摩尔比为1 : 3.1 : 3.3。
[0015]本专利技术步骤（2）中，六甲基二硅氮烷需要采用滴加的方式加至混悬液中，这样才能保证有机胺能够与氯化氢充分反应。滴加的速率优选为1
‑
6 mL/min。
[0016]进一步地，步骤（2）中，当在搅拌的条件下发生反应时，反应温度为10
‑
35 ℃，反应时间不低于6 h；当在加热回流的条件下发生反应时，加热回流的温度为30
‑
100 ℃，加热回流的时间不低于4 h。
[0017]进一步地，步骤（3）中，所述收集反应产物为：将反应液通过硅藻土过滤，洗涤硅藻土并合并滤液；接着浓缩滤液至析出沉淀，过滤，再采用
‑
40 ℃~
‑
25 ℃的冷溶剂洗涤滤渣，收集滤渣后得到反应产物；其中所述冷溶剂选自正己烷、异戊烷、正戊烷、环己烷、异辛烷、三甲基戊烷、环戊烷和庚烷中的一种或多种。
[0018]本专利技术中，通过硅藻土过滤反应液以去除未反应完全的三氯化钇、副产物三乙胺盐酸盐等固体杂质，但为避免过滤后部分目标产物粘附在硅藻土中，需用目标产物的良溶剂对硅藻土进行洗涤以减少产物的损失。所述良溶剂包括但不限于正己烷、正戊烷、异戊烷和环戊烷中的一种或多种。
[0019]本专利技术中，浓缩滤液具体为：在搅拌的作用下，通过常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）保护气氛下，将无水三氯化钇、有机溶剂与有机胺混合，得到混悬液；（2）向所述混悬液中滴加六甲基二硅氮烷，在搅拌或加热回流的条件下发生反应；（3）反应结束后，收集反应产物，得到三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇。2.根据权利要求1所述的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述无水三氯化钇是通过对三氯化钇进行预处理去除结晶水而得到的，所述预处理为：在保护气氛和减压状态下，对三氯化钇进行热处理，所述热处理的温度为90
‑
95 ℃，时间为1
‑
6 h；所述减压状态的压强为0.001
‑
1.3 mbar。3.根据权利要求1所述的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂选自甲基叔丁基醚、四氢呋喃、乙醚、正己烷、正戊烷和正庚烷中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机胺选自三乙胺、二乙胺、叔丁胺和甲乙胺中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的三[N,N
‑
双（三甲基硅基）胺基]钇的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机胺与无水三氯化钇的摩尔比为3
‑
7:1。6.根据权利要求1所述的三[N,N
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：江德圣，
申请(专利权)人：苏州源展材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：