半导体级二甲基镉的制备方法技术

本发明专利技术公开了半导体级二甲基镉的制备方法，在惰性气氛保护下，在反应器中加入无水二氯化镉和醚类溶剂，无水二氯化镉和醚类溶剂的摩尔比为1:3.5～5；低温条件下，向体系中缓慢滴加甲基锂正丁醚溶液，反应出二甲基镉；反应结束后进行常压蒸馏及精馏，得到高纯二甲基镉；高纯二甲基镉再经过滤器加压过滤得到半导体级的二甲基镉。通过一步法合成二甲基镉，二氯化镉和溶剂加入到反应瓶中，在低温下滴加甲基锂正丁醚溶液，通过精馏提纯二甲基镉，由过滤器去除颗粒，得到高纯半导体级二甲基镉，反应过程中不需要再分批加入任何原料，简化了工艺操作步骤，大大提高了反应过程中的安全性。大大提高了反应过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
半导体级二甲基镉的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体级二甲基镉的制备方法。

技术介绍

[0002]有机镉化物被发现具有非常重要的用途，有机镉化物中的烷基镉和芳香镉现已用作聚合反应的催化剂，有机酸的镉盐可用作塑料的热和光稳定剂。
[0003]有机镉化物对于某种有机官能团的温和反应活性，使其有独特的合成用途，有机镉化物一般是非极性液体或者低熔点固体，可溶于大多数有机溶剂中，可与氧或者水发生剧烈反应，对氧的敏感性比有机锌化物差，稳定性也低。
[0004]有机镉化物中的代表化合物二甲基镉主要用作烷基化等有机合成及聚合的催化剂，也用于金属有机化学沉积法(MOCVD)制造半导体异质结材料，或用于沉积硫化镉、碲化镉等半导体薄膜，此外还可用作矿物油的添加剂以提高耐磨性。
[0005]对于二甲基镉的合成方法，通常采用的是分步法，即第一步先利用镁粉、甲基卤化物在乙醚中合成格氏试剂；第二步在强烈搅拌条件下，将充分干燥和碾细的卤化镉分次小批量加入上述格氏试剂中。反应过程中乙醚激烈沸腾，镉盐迅速溶解，添加完后，控制温度不超过80℃，在氮气流下用分馏柱蒸去大部分乙醚后再在氮气氛围下减压至1.73KPa，蒸出的二甲基镉
‑
乙醚混合物用液氮冷却的接收罐接收。再用分馏柱从上述无色馏分中蒸去乙醚，除去低沸点物质后，收集目标产品，目标产品的有机纯度在90％以上。上述合成方法采用的分步法虽然能够得到的二甲基镉，但是纯度较低。分步法先合成格氏试剂，反应不可控，且后续将卤化镉加入格氏试剂中，需分次小批量加入，反应周期较长。
[0006]因此，需要研发一种工艺简洁、周期短且产品纯度达到99.9％以上的高纯二甲基镉的制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有的分步法合成二甲基镉的诸多缺点，提供一种步骤简单、操作方便、周期短的制备高纯二甲基镉的方法。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0009]半导体级二甲基镉的制备方法，特点是：包括如下步骤：
[0010]1)在惰性气氛保护下，在反应器中加入无水二氯化镉和醚类溶剂，无水二氯化镉和醚类溶剂的摩尔比为1:3.5～5；
[0011]2)低温条件下，向体系中缓慢滴加甲基锂正丁醚溶液，反应出二甲基镉；
[0012]3)反应结束后进行常压蒸馏及精馏，得到高纯二甲基镉；
[0013]4)高纯二甲基镉再经过滤器加压过滤得到半导体级的二甲基镉。
[0014]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，所述醚类溶剂为正丁醚、异丁醚或正戊醚。
[0015]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，步骤1)，先对溶解二氯化
镉的正丁醚进行干燥除水，500g正丁醚使用100g4A分子筛干燥，干燥时间48小时，取样分析正丁醚的含水量小于50ppm；干燥完的正丁醚过滤蒸馏，即得到可使用的正丁醚溶剂。
[0016]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，体系温度在零下10度至零下15度，反应完恢复室温搅拌3小时。
[0017]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，步骤2)，向体系中滴加的甲基锂正丁醚溶液的浓度为1.5mol/L，二氯化镉与甲基锂的摩尔比:1～1.5:2
[0018]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，步骤3)，在惰性气氛下常压蒸馏及精馏。
[0019]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，步骤3)，过滤器为科百特公司0.01um聚四氟过滤器，加压气体为氮气。
[0020]进一步地，上述的半导体级二甲基镉的制备方法，其中，惰性气氛为氮气或氩气。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
[0022]①
传统格氏试剂法用低沸点的乙醚作溶剂，乙醚乃易燃易爆，反应不太可控制；本专利技术采用高沸点醚类溶剂如正丁醚，反应过程安全，反应引发可控；
[0023]②
传统反应是两步法反应，先合成格氏试剂，再分批加入二氯化镉，操作步骤繁琐，在放大工艺中不易实施；而本专利技术一步法合成二甲基镉，将二氯化镉和溶剂加入到反应瓶中，在低温下滴加甲基锂正丁醚溶液，通过精馏提纯二甲基镉，由过滤器去除颗粒，得到高纯半导体级二甲基镉，反应过程中不需要再分批加入任何原料，简化了工艺操作步骤，大大提高了反应过程中的安全性；
[0024]③
后续二甲基镉精馏过程中高沸点的醚类相比乙醚更容易提纯出不含溶剂的高纯二甲基镉。
具体实施方式
[0025]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。
[0026]本专利技术半导体级二甲基镉的制备工艺步骤如下：
[0027]1)在惰性气氛保护下，惰性气氛为氮气或氩气，在反应器中加入无水二氯化镉和醚类溶剂，无水二氯化镉和醚类溶剂的摩尔比为1:3.5～5；醚类溶剂采用高沸点、溶溶解性好的醚类溶剂，比如正丁醚或异丁醚、正戊醚等；
[0028]先对溶解二氯化镉的正丁醚进行干燥除水，500g正丁醚使用100g4A 分子筛干燥，干燥时间48小时，取样分析正丁醚的含水量小于50ppm；干燥完的正丁醚过滤蒸馏，即得到可使用的正丁醚溶剂；
[0029]2)体系温度在零下10度至零下15度，向体系中缓慢滴加甲基锂正丁醚溶液，反应出二甲基镉，反应完恢复室温搅拌3小时；向体系中滴加的甲基锂正丁醚溶液的浓度为1.5mol/L，二氯化镉与甲基锂的摩尔比:1～ 1.5:2；
[0030]3)反应结束后在惰性气氛下进行常压蒸馏及精馏，惰性气氛为氮气或氩气，得到高纯二甲基镉；
[0031]4)高纯二甲基镉再经过滤器加压过滤得到半导体级的二甲基镉，过滤器为科百特公司0.01um聚四氟过滤器，加压气体为氮气。
[0032]实施例1
[0033]惰性气体手套箱中，在2L的反应瓶中加入1mol无水二氯化镉，400ml 正丁醚，在
‑
15℃，快速搅拌下，滴加2mol甲基锂正丁醚溶液；滴加过程中保持体系温度在
‑
10℃左右，边搅拌边滴加，滴加完毕，升至室温后维持搅拌3小时。反应结束后，在搅拌条件下常压蒸馏出粗品二甲基镉，得到产品125g，产率85％，产品通过了核磁氢谱的鉴定。
[0034]粗品纯化：将上述粗品在手套箱中倒入500ml加入沸石的单口带测温烧瓶中进行精馏，加热升温至106℃，去除低沸点杂质和高沸点杂质，目标产品接收60％，得到目标产品70g，所得目标产品测试1H
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NMR，有机纯度为99.9％；测试ICP
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OES，无机纯度为99.9999％。
[0035]实施例2
[0036]惰性气体手套箱中，在2L的反应瓶中加入1.1mol无水二氯化镉，400ml 正丁醚，在
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15℃，快速搅拌下，滴加2mol甲基锂正丁醚溶液；滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半导体级二甲基镉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)在惰性气氛保护下，在反应器中加入无水二氯化镉和醚类溶剂，无水二氯化镉和醚类溶剂的摩尔比为1:3.5～5；2)低温条件下，向体系中缓慢滴加甲基锂正丁醚溶液，反应出二甲基镉；3)反应结束后进行常压蒸馏及精馏，得到高纯二甲基镉；4)高纯二甲基镉再经过滤器加压过滤得到半导体级的二甲基镉。2.根据权利要求1所述的半导体级二甲基镉的制备方法，其特征在于：所述醚类溶剂为正丁醚、异丁醚或正戊醚。3.根据权利要求1或2所述的半导体级二甲基镉的制备方法，其特征在于：步骤1)，先对溶解二氯化镉的正丁醚进行干燥除水，500g正丁醚使用100g4A分子筛干燥，干燥时间48小时，取样分析正丁醚的含水量小于50ppm；干燥完...

【专利技术属性】
技术研发人员：董礼，万欣，徐涛，徐耀中，刘子伟，吴浩，邓革革，
申请(专利权)人：江苏南大光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：