苯并环丁烯化合物及其制备方法、聚合物、低介电材料技术

本申请提供一种苯并环丁烯化合物，结构式为：其中，R1和R2分别独立地选自以下：H；取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6烯基；取代或未取代的苯基。本申请还提供苯并环丁烯化合物的制备方法、一种苯并环丁烯聚合物、含有苯并环丁烯聚合物的低介电材料。所述苯并环丁烯化合物中含有多个可交联位点，加热到一定温度四元环即可开环交联固化，没有小分子生成，固化后生成的苯并环丁烯聚合物交联度高，机械性能优良，化学稳定性和热稳定性优异，同时具有比较低的介电常数。同时具有比较低的介电常数。

【技术实现步骤摘要】
苯并环丁烯化合物及其制备方法、聚合物、低介电材料


[0001]本申请涉及低介电材料领域，尤其涉及一种苯并环丁烯化合物及其制备方法、苯并环丁烯聚合物、应用于该苯并环丁烯聚合物的低介电材料。

技术介绍

[0002]近年来，随着微电子领域的快速发展，超大规模集成电路器件的集成度越来越高，从而使得芯片尺寸越来越向小型化发展。然而，电子器件尺寸的进一步减小以及集成密度的进一步增大，将导致电阻
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电容上升、信号传输延迟、串扰噪声增强和功率损耗增大等一系列问题，对器件性能有很大影响。采用低介电材料作为电子层间介质是重要的解决途径之一，因此新型低介电材料的设计合成已成为当代科研学者所特别关注的问题。

技术实现思路

[0003]本申请实施例第一方面提供了一种苯并环丁烯化合物，结构式为：
[0004][0005]其中，R1和R2分别独立地选自以下：
[0006](a)H；
[0007](b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、 C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；
[0008](c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。
[0009]本申请实施例第二方面提供了一种苯并环丁烯聚合物，结构式为：
[0010][0011]其中，R1和R2分别独立地选自以下：
[0012](a)H；
[0013](b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、 C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；
[0014](c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。
[0015]所述苯并环丁烯化合物中含有多个可交联位点，加热到一定温度(例如200至350摄氏度)四元环即可开环交联固化，没有小分子生成，固化后生成的苯并环丁烯聚合物交联度高，机械性能优良，化学稳定性和热稳定性优异，同时具有比较低的介电常数，可以作为低介电层间介质材料，用于微电子领域超大规模集成电路器件。
[0016]本申请实施例第三方面提供了一种低介电材料，包括苯并环丁烯聚合物，所述苯并环丁烯聚合物的结构式为：
[0017][0018]其中，R1和R2分别独立地选自以下：
[0019](a)H；
[0020](b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、 C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；
[0021](c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。
[0022]本申请实施方式中，所述苯并环丁烯聚合物由苯并环丁烯单体聚合而成，所述苯并环丁烯单体的结构式为：
[0023][0024]本申请实施例第四方面提供了一种苯并环丁烯化合物的制备方法，包括：
[0025]将3,6
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二取代的苯并环丁烯与4
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溴苯并环丁烯进行偶联反应，得到产物苯并环丁烯化合物；
[0026]其中，3,6
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二取代的苯并环丁烯中的R1和R2分别独立地选自以下：
[0027](a)H；
[0028](b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、 C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；
[0029](c)取代或未取代的苯基；所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。
[0030]本申请实施例的苯并环丁烯化合物的制备方法，操作简便，反应温和。
[0031]本申请实施方式中，将3,6
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二取代的苯并环丁烯与4
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溴苯并环丁烯进行偶联反应的步骤包括：在惰性气氛的保护下，控制反应体系的pH为7～10，添加醋酸钯作为催化剂，添加三 (邻甲基苯基)磷作为催化剂磷配体，并添加有机溶剂，控制反应温度为80～85摄氏度。
[0032]本申请实施方式中，所述3,6
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二取代的苯并环丁烯的制备包括如下步骤：
[0033]在惰性气氛的保护下，在反应容器中加入金属锂和二取代乙烯基氯硅烷，向所述反应容器中滴加溶剂稀释的苯并环丁烯，其中所述二取代乙烯基氯硅烷与所述苯并环丁烯的摩尔比大于2，所述金属锂与所述苯并环丁烯的摩尔比大于等于3；反应完成后去除残余的金属锂以及生成的盐，收集有机相除去溶剂，得到油状液体；
[0034]在所述油状液体中加入过量的二甲基亚砜，通氧进行反应，反应停止后收集有机相除去溶剂，得到所述3,6
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二取代的苯并环丁烯。
[0035]本申请实施方式中，所述溶剂稀释的苯并环丁烯使用的溶剂为四氢呋喃。
[0036]本申请实施方式中，制备所述浅黄色的油状液体的过程中，反应容器的初始温度控制为 0～5摄氏度，滴加完溶剂稀释的苯并环丁烯后，升温至20～40摄氏度进行反应，反应时间为 6～12小时。
[0037]本申请实施方式中，所述通氧进行反应的持续时间为4～6天。
[0038]本申请实施方式中，所述金属锂为钠含量为3％～8％的级别。
[0039]本申请实施方式中，通氧停止反应结束后还需经水洗去除残余的二甲基亚砜，水洗时加入溶剂以保护有机相，所加入的溶剂为正己烷、石油醚或乙酸乙酯。
具体实施方式
[0040]下面对本申请实施例进行描述。
[0041]苯并环丁烯类树脂具有良好的耐高温性能和化学稳定性，特别是具有优异的低介电性能、成膜性能和抗潮性能等优点的热固性材料，独特的四元环结构使其受热即可交联固化，且不产生任何小分子，对树脂的性能影响小，在微电子领域、航空航天等军事领域、民用领域已经取得了广泛的应用。另一方面，有机硅树脂具有较高的耐热性、易加工、光学性能优异等优势使其在许多领域都有应用。利用苯并环丁烯可直接热固化的特点，将其与有机硅结合，可获得高热稳定性、介电性能优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯并环丁烯化合物，其特征在于，所述苯并环丁烯化合物的结构式为：其中，R1和R2分别独立地选自以下：(a)H；(b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；(c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。2.一种苯并环丁烯聚合物，其特征在于，所述苯并环丁烯聚合物的结构式为：其中，R1和R2分别独立地选自以下：(a)H；(b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6的烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；(c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。3.一种低介电材料，包括苯并环丁烯聚合物，其特征在于，所述苯并环丁烯聚合物的结构式为：
其中，R1和R2分别独立地选自以下：(a)H；(b)取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C2～C6烯基，其中所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基或苯环上的1～3个氢原子被C1～C4的烷基取代的苯基；(c)取代或未取代的苯基，其中所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自以下的取代基取代：C1～C4的烷基、C2～C4的烯基、C2～C4的炔基、未取代的苯基。4.根据权利要求3所述的低介电材料，其特征在于，所述苯并环丁烯聚合物由苯并环丁烯单体聚合而成，所述苯并环丁烯单体的结构式为：5.一种苯并环丁烯化合物的制备方法，其特征在于，包括：将3,6
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二取代的苯并环丁烯与4
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溴苯并环丁烯进行偶联反应，得到产物苯并环丁烯化合物；其中，3,6
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二取代的苯并环丁烯中的R1和R2分别独立地选自以下：(a)H；(b)取代或未取代的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军校，曾志雄，胡欢，石庆宇，朱焰焰，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：