用于制备氢化聚锗烷的方法和氢化聚锗烷技术

提出了一种用于制备作为纯化合物或化合物混合物的氢化聚锗烷的方法，其中使卤化聚锗烷氢化。此外，还提出了一种氢化聚锗烷、一种由氢化聚锗烷制备的锗层及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备氢化聚锗烷的方法和氢化聚锗烷本专利技术涉及一种用于制备氢化聚锗烷的方法以及作为纯化合物或化合物混合物的氢化聚锗烷。用于制备聚锗烷的已知方法借助于GeH4作为原材料来实施，由此一方面必须用到危害健康的物质，而另一方面通常只得到低产率。尤其是，至今为止不能有针对性地制备长链化合物。聚锗烷例如由公开文献US 2007/0078252 Al公开。本专利技术的实施形式的任务在于，提供一种用于制备氢化聚锗烷的方法，其相对于已知的方法具有得到改善的产率且避免使用GeH4作为原材料，以及提供具有经改善的特性的氢化聚锗烷。所述任务通过根据权利要求I所述的方法和根据权利要求8所述的氢化聚锗烷来实现。由氢化聚锗烷制备的锗层、用于制备锗层的方法以及用于制备氢化聚锗烷的方法和氢化聚锗烷的其他实施形式是其他权利要求的主题。提出了一种用于制备作为纯化合物或化合物混合物的氢化聚锗烷的方法，其中使卤化聚锗烷氢化。氢化聚锗烷可理解为例如纯化合物或化合物混合物，其分别具有至少一个在两个锗原子之间的直接键合。氢化聚锗烷可具有取代基Z，其包含氢；为至少I : I的Z 锗的比例；通用式为GeZx，其中X选自I彡X彡3 ;优选I. 5彡X彡3、尤其是2彡X彡3，以及平均链长n，其中2 < n < 100。下面应这样理解术语“纯化合物”，即纯化合物具有氢化聚锗烷化合物，其在链长上无区别，如果存在的话在氢化聚锗烷化合物的分支和/或其环的数目和类型上也无区另IJ。换言之，在纯化合物中只存在一种氢化聚锗烷馏分。“纯”在此应理解为根据常见的精细化学品的尺度。因此，纯化合物也可能包含低份额的杂质，例如痕量的碳或卤素，或者低份额的不同的氢化聚锗烧懼分。低份额在此是小于0. 511101%,优选小于lOppm。与此类似，下面应这样理解“化合物混合物”，即氢化聚锗烷具有至少两种馏分，所述氢化聚锗烷在链长上、如果存在的话在其分支上和/或在其环的类型和数目上有区别。因此，纯化合物的所有分子或者化合物混合物的至少两个馏分的所有分子分别具有至少一个在两个锗原子之间的直接键合。由此提供了一种用于制备氢化聚锗烷的方法，借助该方法尤其是就长链聚锗烷而言相对于已知的制备方法提高了产率。通过由卤化聚锗烷制备氢化聚锗烷，还能够将卤化聚硅烷中存在的结构在很大程度上保留在氢化聚硅烷中，或者与其协调。“在很大程度上”在这种情况下是至少为50%。但在氢化过程中，也可能出现卤化聚硅烷的已有结构的重排，重排例如在氢化聚硅烷中引起比原材料(卤化聚锗烷)中存在的分支更多的分支。然而，通过所述方法制备的氢化聚锗烷根据由何种卤化聚锗烷来制备而保持可区分。利用所述方法能够制备完全氢化的聚锗烷的纯化合物或化合物混合物，其通式为GexHy,其中X > 2，x < y < 2x+2。所述制备通过使通式为GexXy的卤化聚硅烷氢化来进行，其中 X 彡 2，X = F，Cl, Br, I, X ^ y ^ 2x+2。利用这种方法能够制备氢化聚锗烷以及氢化低聚锗烷。氢化低聚锗烷具有链长n，、n选自2<n<8的范围。氢化低聚锗烷的总式为GenZ2n+2或混合物的平均总式为GenZ2n,其中Z是取代基且包含氢。氢化聚锗烷具有n > 8的链长n，和总式GenZ2n+2或混合物的平均总式GenZ2n。原则上说，2 ^ n ^ 6的链长称作短链，而n > 6的链长称作长链。“链长”应理解为互相直接键合的锗原子的数目。卤化聚锗烷可以选自热制备的卤化聚锗烷和等离子体化学制备的卤化聚锗烷。热制备的卤化聚锗烷可以具有与等离子体化学制备的卤化聚锗烷相比份额更高的分支，等离子体化学制备的齒化聚锗烷很大程度上可以不含分支。齒化聚锗烷可以是纯化合物或化合物混合物。 用于制备等离子体化学制备的卤化聚锗烷的方法例如在出版物US 2010/0155219中公开。为此参考所述出版物。卤化的，特别是高度卤化的聚锗烷能够具有选自F、Cl、Br和I及其混合物的取代基。所述卤素在氢化过程中能够很大程度地完全被作为取代基的H取代。很大程度地完全在此指的是至少到50%。借助于所述方法制备的氢化聚锗烷的卤素含量可小于2原子％，特别是小于I原子％。因此，氢化聚锗烷可以仅具有氢，或者具有氢和作为取代基Z的卤素，例如氯。化合物或混合物的氯含量，就是说氯化聚锗烷和由其制备的氢化聚锗烷的氯含量在本申请的范围内通过彻底分解样品且随后根据莫尔法滴定氯化物来测定。H含量的测定在使用内标物的情况下通过1H-NMR光谱积分和在已知混合比例的情况下比较所得的积分来进行。借助于凝固点降低法来测定根据本专利技术的卤化和氢化的聚锗烷的摩尔质量或卤化和氢化的聚锗烷混合物的平均摩尔质量。由所述的参变量可以确定卤素或氢锗的比例。卤化聚锗烷能够与带一个负电荷的氢化剂反应，所述氢化剂选自金属氢化物和/或准金属氢化物。金属氢化物和/或准金属氢化物也应理解为混合的金属或准金属氰化物，即具有不同金属或准金属或金属和有机残基的氢化物。所述氢化剂可以选自MH、MBH4、MBH4_xRx、MAlH4, A1HxR3_x 和它们的适合的混合物。例如 LiAlH4、DibAlH( 二异丁基=Dib)、LiH和HC1。可以优选温和的氢化剂，其实现对卤化聚锗烷的氢化而不改变锗烷骨架。所述氢化根据一种实施形式可以在选自-60°C至200°C的范围的温度下实施。温度范围优选可以是_30°C至40°C，特别是-10°C至25°C。此外，氢化可以在选自IPa至2000hPa、优选IhPa至1500hPa、尤其是20hPa至1200hPa的范围的压力下实施。因此在与现有技术比较更低温度和压力的情况下设置温和的氢化条件。由此也能够以良好的产率和高转化率氢化不太稳定的卤化聚锗烷。所述齒化聚锗烷可以在氢化之前在溶剂中稀释。在此，选择溶剂使得其对齒化聚锗烷是惰性的，不与其发生化学反应。作为惰性溶剂还可以选择烷类或芳烃类，例如笨、甲苯或几万。也可以考虑溶剂的混合物。可替选地，所述氢化还可以利用未溶解的卤化聚硅烷来实施。利用所述方法于是能够以良好的产率、任意链长和具有危险不大的前体地制备氢化聚锗烷。另外，通过适当地选择前体能够很大程度地预先给定氢化聚锗烷的结构。此外，利用所述方法能够很大程度上实现卤化聚锗烷的完全氢化。此外，还提出了作为纯化合物或化合物混合物的氢化聚锗烷。所述氢化聚锗烷具有包含氢的取代基Z ;为至少I : I的Z :锗的比例；通用式GeZx，其中X选自I彡X彡3，优选I. 5 < X < 3，特别优选2 < X < 3 ;和平均链长n，其中2 < n < 100。氢化聚锗烷例如可以理解为纯化合物或化合物混合物，其分别具有至少一个在两个锗原子之间的直接键入口 o 就术语“纯化合物”和“化合物混合物”而言，已经在结合方法的所述内容类似地适用。同样，“纯”应理解为根据常见的精细化学品的尺度。因此，纯化合物还可能包含低份额的杂质，例如痕量的碳或齒素。低份额在此是小于0. 511101%,优选小于lOppm。“链长”应理解为互相直接键合的锗原子的数目。氢化聚锗烷的链长可以特别选自4彡n彡50，尤其是6彡n彡20。因此，通用式GeZx应这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特·奥尼尔，克里斯蒂安·鲍赫，斯文·霍尔，鲁门·德尔特舍维，加瓦德·莫赫森尼，格尔德·利波尔德，托拉尔夫·格贝尔，
申请(专利权)人：斯帕恩特私人有限公司，
类型：发明
国别省市：