一种二异丙氨基硅烷的合成方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种二异丙氨基硅烷的合成方法及应用，所述合成方法包括如下步骤：将固相催化剂填充至管式反应器中，然后分别通入甲硅烷与二异丙胺进行反应，所得反应液经分离纯化处理，得到所述二异丙氨基硅烷；所述固相催化剂包括

【技术实现步骤摘要】
一种二异丙氨基硅烷的合成方法及应用


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种二异丙氨基硅烷的合成方法及应用
。

技术介绍

[0002]二异丙氨基硅烷是一种重要的硅基前驱体材料，被广泛应用于气相沉积和原子层沉积技术来制造硅基半导体薄膜材料，例如氧化硅
、
氮化硅和碳化硅等
。
随着半导体技术节点的推进，对前驱体材料纯度的要求越来越高，目前普遍要求硅基前驱体产品中氯含量在
1ppm
以下
。
[0003]二异丙氨基硅烷的传统合成方法通常是由氯硅烷与二异丙胺反应得到
。CN 108586514A
公开了一种二异丙胺硅烷合成方法，包括以下步骤：按重量份，反应器中加入
100
份一氯氢硅，有机溶剂
1000
‑
2000
份，碳纳米管催化剂
0.01
‑
0.1
份，通入氮气，加入
300
‑
600
份异丙胺进行反应，反应体系的温度保持在0‑
30℃
，反应3‑6小时，再经业内公知的脱杂质精制技术得到二异丙胺硅烷
。
但除了目标产品二异丙胺硅烷生成以外，还有大量副产物二异丙胺的盐酸盐生成，因此，制得的二异丙胺硅烷会含有较高的氯杂质，进而影响薄膜沉积的稳定性，降低薄膜质量，最终影响芯片的良率
。
[0004]近年来在半导体领域中，期望得到卤素含量尽可能低的高纯产品，所以对二异丙氨基硅烷的合成方法提出了新的要求
。WO 2017106632A1
公开了通过使用甲硅烷与胺反应直接制得胺基硅烷，虽然原材料甲硅烷和胺均不存在氯污染，但是该专利技术中涉及的反应使用了二烷基镁或烷基硼烷作为催化剂，该催化剂化学活性高，遇空气自燃，所以对反应操作要求极高，不具备放大反应的条件
。
[0005]CN 110099911A
公开了一种用于脱氢偶联硅烷和胺的方法，使用含
Zn
的化合物作为催化剂，催化胺与硅烷之间的脱氢偶联反应，但是实施例中催化二硅烷与胺反应得到的二异丙氨基硅烷的产率极低，因此，该方法不具有二异丙氨基硅烷的合成价值
。
[0006]CN115260223A
公开了一种无氯催化剂于制备二异丙胺硅烷中的用途
,
所述无氯催化剂包括双
(
六甲基二硅叠氮
)
钙和
/
或双
(
六甲基二硅叠氮
)
锶，所述二异丙胺硅烷通过无氯催化剂催化甲硅烷与二异丙胺的脱氢偶联反应制得
。
该专利技术中涉及的反应采用了在密闭条件下高温高压反应，增加了反应的危险性，并且所使用的催化剂不可回收利用，增加了产品金属污染的可能性
。
[0007]因此，针对现有技术的不足，需要提供一种安全性高
、
氯含量低
、
产率高且成本低的二异丙氨基硅烷的合成方法
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种二异丙氨基硅烷的合成方法及应用，采用活性组分
CuH
与树脂载体组成的固相催化剂，催化甲硅烷与二异丙胺的脱氢偶联反应合成二异丙氨基硅烷，反应体系简单，副产物只有轻组分气体，无氯化物污染，具有安全性高
、
产率高且成
本低廉的特点
。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种二异丙氨基硅烷的合成方法，所述合成方法包括如下步骤：
[0011]将固相催化剂填充至管式反应器中，然后分别通入甲硅烷与二异丙胺进行反应，所得反应液经分离纯化处理，得到所述二异丙氨基硅烷；
[0012]所述固相催化剂包括
CuH
活性组分与树脂载体
。
[0013]本专利技术提供的合成方法，采用活性组分
CuH
与树脂载体组成的固相催化剂，催化甲硅烷与二异丙胺的脱氢偶联反应合成二异丙氨基硅烷，可以实现二异丙氨基硅烷的连续性或半连续性制备，操作安全性高，反应体系简单且成本低廉，副产物只有轻组分气体，无氯化物污染，同时固相催化剂可以实现循环利用，后期分离提纯简单，制得的二异丙氨基硅烷具有氯含量低
、
产率高的特点
。
[0014]优选地，所述固相催化剂中
CuH
活性组分的质量百分含量为
0.01
‑
50wt
％，例如可以是
0.01wt
％
、1wt
％
、10wt
％
、30wt
％或
50wt
％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0015]所述
CuH
活性组分在固相催化剂中的占比需要限定在合理范围内，
CuH
活性组分含量过低，会降低固相催化剂的催化效果，
CuH
活性组分含量过高，也不会再进一步提高固相催化剂的催化作用，反而增加原料成本
。
[0016]优选地，所述树脂载体的分子量为
5000
‑
500000Da
，例如可以是
5000Da、20000Da、50000Da、100000Da
或
500000Da
，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0017]优选地，所述树脂载体的孔隙率为5‑
80
％，例如可以是5％
、15
％
、30
％
、45
％
、60
％或
80
％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0018]所述树脂载体采用大分子多孔树脂，可以有效负载催化剂
CuH
，避免催化剂流失；大比表面积，有利于反应物与催化剂充分接触
。
[0019]优选地，所述树脂载体包括聚苯乙烯
‑
苯二乙烯交联树脂
、
聚酰胺树脂或聚乙烯
‑
乙二醇类树脂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚苯乙烯
‑
苯二乙烯交联树脂与聚酰胺树脂的组合，聚酰胺树脂与聚乙烯
‑
乙二醇类树脂的组合，或聚苯乙烯
‑
苯二乙烯交联树脂
、
聚酰胺树脂与聚乙烯
‑
乙二醇类树脂的组合
。
[0020]优选地，所述固相催化剂填充至管式反应器的管道中
。
[0021]优选地，所述管道的长度为
10
‑
10000cm
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二异丙氨基硅烷的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：将固相催化剂填充至管式反应器中，然后分别通入甲硅烷与二异丙胺进行反应，所得反应液经分离纯化处理，得到所述二异丙氨基硅烷；所述固相催化剂包括
CuH
活性组分与树脂载体
。2.
根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述固相催化剂中
CuH
活性组分的质量百分含量为
0.01
‑
50wt
％
。3.
根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述树脂载体的分子量为
5000
‑
500000Da
；优选地，所述树脂载体的孔隙率为5‑
80
％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的合成方法，其特征在于，所述固相催化剂填充至管式反应器的管道中；优选地，所述管道的长度为
10
‑
10000cm
，内径为
0.2
‑
50cm。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的合成方法，其特征在于，所述甲硅烷与二异丙胺的当量比为
1:(0.2
‑
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学奇，李丽君，唐超，朱思坤，李建恒，
申请(专利权)人：合肥安德科铭半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：