一种六氟丁二烯的合成方法技术

本发明专利技术涉及特种气体合成技术领域，尤其涉及一种六氟丁二烯的合成方法，包括如下步骤：三氟氯乙烯在催化加热的条件下发生二聚化反应，生成的二聚体和副产物经提纯后获得二聚体，在锌粉的存在下于溶剂中将所述二聚体脱氯，获得六氟丁二烯。采用三氟氯乙烯为原料，在镍系催化剂的作用下发生二聚化反应，二聚体精馏后除去环状杂质及其它副产品，纯化后的二聚体加入锌粉在乙醇溶剂中进行脱氯反应，最终获得六氟丁二烯产品，反应压力低，温度可控，三氟氯乙烯的转化率达到80％以上，最终获得的六氟丁二烯收率高、副产物低，且纯化过程简单，极易获得高纯六氟丁二烯产品，反应全过程安全可靠，中间产物无毒无害。中间产物无毒无害。

【技术实现步骤摘要】
一种六氟丁二烯的合成方法


[0001]本专利技术涉及特种气体合成
，尤其涉及一种六氟丁二烯的合成方法。

技术介绍

[0002]在半导体芯片制造过程中，电子特气广泛应用于硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺环节，其是决定半导体芯片产品质量的核心产品要素。随着近年来下游产业技术快速更迭，要求更大的晶圆尺寸，更细微化的制程技术，电子特气的精细化程度与稳定性持续提高，对先进制程用的中高端气体材料需求持续突出。
[0003]电子六氟丁二烯为8
‑
12寸半导体先进制程的战略性核心气体，以其作为半导体的等离子蚀刻具有更快的蚀刻速率、高选择性和高深宽比，在大气中寿命较短，全球变暖潜值与传统刻蚀剂相比可忽略不计，是刻蚀气中唯一兼具应用性能和环保性能的产品。目前，主流合成六氟丁二烯的方法为：
[0004][0005][0006]但上述方式涉及的原料及溶剂较多，且部分为有毒有害原料，反应过程复杂，成本高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提供一种六氟丁二烯的合成方法，旨在改善现有的六氟丁二烯合成方法制备成本高，且部分原料有毒有害的技术问题，同时也解决了现有的六氟丁二烯合成方法转化率低、副产物高的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提出一种六氟丁二烯的合成方法，包括如下步骤：三氟氯乙烯在催化加热的条件下发生二聚化反应，生成的二聚体和副产物经提纯后获得二聚体，在锌的存在下于溶剂中将所述二聚体脱氯，获得六氟丁二烯。
[0009]本方案采用三氟氯乙烯为原料，在催化剂的作用下发生二聚化反应，二聚体精馏后除去环状杂质及其它副产品，纯化后的二聚体加入锌粉在乙醇溶剂中进行脱氯反应，最终获得六氟丁二烯产品。
[0010]优选地，所述二聚体为CF2Cl
‑
CF＝CF
‑
CF2Cl的立体异构体及CF2Cl
‑
CFCl
‑
CF＝CF2。本方案的中间体为CF2Cl
‑
CF＝CF
‑
CF2Cl的立体异构体(主要目标二聚体)及CF2Cl
‑
CFCl
‑
CF＝CF2，不同于以往的中间体CF2Cl
‑
CFCl
‑
CFCl
‑
CF2Cl(次目标二聚体)，目前的六氟丁二烯合成过程中的中间体通常仅为CF2Cl
‑
CFCl
‑
CFCl
‑
CF2Cl，与本方案存在较大区别。
[0011]优选地，催化时采用以氟化镍与金属镍为活性成分，以三氧化二铝、硅藻土或活性炭为载体的催化剂。通过加入镍系催化剂，以氟化镍与金属镍作为主要活性成分，可使三氟氯乙烯的转化率达80％以上，目标二聚体占比在60％以上，具有良好的转化效果。
[0012]优选地，所述催化剂中氟化镍与金属镍的重量比为(3.5
‑
6):1。氟化镍与金属镍保证在上述重量比时，转化效果较好，能较好的保证本方案中二聚化反应的进行。
[0013]优选地，所述催化剂的制备步骤包括：将所述三氧化二铝、所述氟化镍和所述金属镍在乙醇中搅拌6
‑
12h，经造粒、焙烧后获得所述催化剂；焙烧时的温度为300
‑
650℃，造粒后的所述催化剂尺寸为2mm
×
2mm
‑
4mm
×
4mm。
[0014]本方案中的催化剂在乙醇中分散溶解，乙醇在后续过程的煅烧过程中会挥发，不影响催化剂的性能，也不会有其他杂质。经焙烧后的催化剂对二聚化反应的催化效果较好，以保证生成目标中间体CF2Cl
‑
CF＝CF
‑
CF2Cl的立体同分异构体(主要目标二聚体)、CF2Cl
‑
CFCl
‑
CF＝CF2(次目标二聚体)，同样的，造粒完成后的催化剂粒径在2mm
×
2mm
‑
4mm
×
4mm，良好的转化效果化效果相对较好。
[0015]优选地，所述二聚化反应在反应器中进行，其中，向反应器中通入的所述三氟氯乙烯的流量为30
‑
80NL/h。三氟氯乙烯通过MFC(气体流量计)控制流量，以流量为30
‑
80NL/h进入反应器，能较好的控制反应进程。
[0016]优选地，所述催化剂在反应器中的装填量为1/4
‑
1/3。反应器中的催化剂装填量仅需1/4
‑
1/3，即具有较好的催化效果。
[0017]优选地，加热时的温度为500
‑
700℃，压力≤0.1Mpa。本方案中二聚化反应时的温度可控，在500
‑
700℃的范围内，且反应压力较低，一般反应控制在0Mpa，最高不能超过0.1Mpa。
[0018]优选地，所述溶剂为乙醇。本方案中的溶剂优选为乙醇，分散效果较好，且后续过程中会挥发掉，不影响反应产物的性能，也不会有其他杂质。本方案中的其他溶剂还可选自丙醇或四氢呋喃等。
[0019]优选地，精馏提纯时的温度为常温～100℃。此处的常温指25
±
3℃，在常温～100℃下进行精馏，即可将C
‑
C4F6Cl2(副产物)、C3F4Cl2(副产物)、C3F5Cl(副产物)、C4F6Cl2(副产物)、C2F4Cl2(副产物)脱除。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本方案采用三氟氯乙烯为原料，在镍系催化剂的作用下发生二聚化反应，二聚体精馏后除去环状杂质及其它副产品，纯化后的二聚体加入锌粉在乙醇溶剂中进行脱氯反应，最终获得六氟丁二烯产品，反应压力低，温度可控，三氟氯乙烯(CTFE)的转化率达到80％以上，目标二聚体占比在60％以上，最终获得的六氟丁二烯收率高、副产物低，且纯化过程简单，极易获得高纯六氟丁二烯产品，反应全过程安全可靠，中间产物无毒无害。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0023]一种六氟丁二烯的合成方法的制备方法，包括如下步骤：三氟氯乙烯在催化加热的条件下于反应器中发生二聚化反应，生成二聚体CF2Cl
‑
CF＝CF
‑
CF2Cl的立体同分异构体
及CF2Cl
‑
CFCl<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟丁二烯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：三氟氯乙烯在催化加热的条件下发生二聚化反应，生成的二聚体和副产物经提纯后获得二聚体，在锌的存在下于溶剂中将所述二聚体脱氯，获得六氟丁二烯。2.根据权利要求1所述的一种六氟丁二烯的合成方法，其特征在于，所述二聚体为CF2Cl
‑
CF＝CF
‑
CF2Cl的立体异构体及CF2Cl
‑
CFCl
‑
CF＝CF2。3.根据权利要求1所述的一种六氟丁二烯的合成方法，其特征在于，催化时采用以氟化镍与金属镍为活性成分，以三氧化二铝、硅藻土或活性炭为载体的催化剂。4.根据权利要求3所述的一种六氟丁二烯的合成方法，其特征在于，所述催化剂中氟化镍与金属镍的重量比为(3.5
‑
6):1。5.根据权利要求3所述的一种六氟丁二烯的合成方法，其特征在于，所述催化剂的制备步骤包括：将所述三氧化二铝、所述氟化镍和所述金属镍在乙醇中搅拌6
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【专利技术属性】
技术研发人员：傅铸红，杨俊豪，陈艳珊，廖恒易，
申请(专利权)人：广东华特气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：