四(二甲胺基)钛的合成方法技术

技术编号:8902865 阅读:365 留言:0更新日期:2013-07-10 23:32
本发明专利技术公开了一种四(二甲胺基)钛的合成方法,包括如下步骤:在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;向体系中加入四氯化钛;反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。本发明专利技术合成方法不需要分步使用多种不同的溶剂,只以简单的单一烃类作为唯一的反应溶剂,降低了成本和反应的毒性,具有更好的操作可行性,更有助于规模化的生产。而且反应不需要经过过滤从体系中除去生成的氯化锂盐的过程,而是直接蒸馏得到目标化合物,从而简化操作。反应过程中的副产物相对较少,产率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
随着超大规模集成电路技术的不断发展,作为其基础器件的MOS晶体管尺寸不断缩小,当SiO2栅介质的厚度减小到纳米量级时,通过SiO2的漏电流随厚度减小成指数增长,这样巨大的漏电流不仅严重影响到器件性能,而且最终导致SiO2不能起到绝缘作用。使用高介电常数(即高K材料)替代SiO2是目前最有希望解决此问题的途径。半导体制造业的不断发展,使得必须寻找适合ALD和CVD使用的高k和金属栅材料前驱物。对于32nm技术节点来讲,材料的挥发性,输运方式以及纯度等问题变得至关重要。随着信息存储和获取量的大幅提升,对于更高K值材料的需求也不断升温,这些材料遍布从氧化铝到稀有金属中任何可用的元素。选择恰当的高K材料,可满足介电常数、热力学稳定性、栅极电极兼容和界面层稳定性等生产上的要求。 研制四(二甲胺基)钛化合物正是针对以上高K前驱体的用途而进行的。四(二甲胺基)钛常温下是液体,是对空气和水汽非常敏感的化合物,能溶于醇类、苯、四氯化碳等有机溶剂中,不仅具有较好的稳定性、较高的蒸汽压,而且表现出了相当高的反应性,是现今ALD研究领域的热点。目前报道的主要有两种。一种是用四氟化钛和Me3Si^e2在乙醚中反应制得,但其中乙醚作溶剂挥发性强且易燃,反应的两个原料中四氟化钛不易获得,价格昂贵,而Me3SiWe2需预先制备,制备过程复杂,成本高,所以这种合成方法很不理想。另一种方法是先将丁基锂和二甲胺反应生成二甲胺的锂盐,然后再和四氯化钛反应制得最后的目标产物,这种方法相较之下比第一种方法更可取,更加合理。但目前报道的这类方法中,多以用乙醚作为丁基锂和二甲胺反应的溶剂,反应完成后需加入四氢呋喃为辅助溶剂溶解生成的二甲胺锂盐,同时再用甲苯作为下一步二甲胺锂盐和四氯化钛反应的溶剂,操作过程非常复杂,大量多种溶剂的使用不仅造成浪费和污染,而且后处理蒸馏除去溶剂时增加了不必要的工作量。报道的方法多为需要进行过滤,而生成的氯化锂盐颗粒非常细小,在体系中还很粘稠,过滤非常困难,耗时很长,这就给后处理操作带来很大的麻烦。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种,以克服现有技术存在的上述缺陷。为解决上述技术问题,本专利技术一种,包括如下步骤:1)在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;2)向体系中加入四氯化钛;3)反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。所述有机锂化合物可以选用甲基锂、丁基锂、苯基锂等,优选正丁基锂;二甲胺与有机锂化合物的用量摩尔比为1-2:1 ;有机锂化合物与四氯化钛的用量摩尔比为4-4.5:1;步骤I)是在-78°c下反应8-12小时;步骤2)是在_78°C下反应8-12小时;所述蒸懼步骤优选收集75_80°C /5mmHg的懼分;所述烃类溶剂可选自C5-Cltl的烷烃,优选正己烷和正庚烷;所述惰性气氛可选择常用的惰性气体,例如但不限于氮气、氦气等。上述原料均采用常规市售产品。 本专利技术合成方法不需要分步使用多种不同的溶剂,只以简单的单一烃类作为唯一的反应溶剂,降低了成本和反应的毒性,具有更好的操作可行性,更有助于规模化的生产。而且反应不需要经过过滤从体系中除去生成的氯化锂盐的过程,而是直接蒸馏得到目标化合物,从而简化操作。反应过程中的副产物相对较少,产率较高。具体实施例方式实施例1(I)惰性气氛下,在2L的反应瓶中加入90g 二甲胺、200mL正己烷,保持体系温度在一 78° C左右,边搅拌边加入2.5mol/L的正丁基锂溶液800mL,加毕搅拌反应10小时。(2)将95g四氯化钛滴加至上述反应体系中,保持反应体系温度不高于60° C,惰性气体保护下搅拌反应24小时。(3)反应结束后,将反应装置直接改为蒸馏装置,常压下除去反应的溶剂,再减压蒸馏,收集75-80° C/5mmHg的馏分,即为目标化合物四(二甲胺基)钛,收得产品69g,产率为62%,产品通过了核磁氢谱的鉴定。实施例2(I)惰性气氛下,在2L的反应瓶中加入126g 二甲胺、200mL正庚烷,保持体系温度在一 78° C左右,边搅拌边加入2.5mol/L的正丁基锂溶液900mL,加毕搅拌反应10小时。(2)将95g四氯化钛滴加至上述反应体系中,保持反应体系温度不高于60° C,惰性气体保护下搅拌反应24小时。(3)反应结束后,将反应装置直接改为蒸馏装置,常压下除去反应的溶剂,再减压蒸馏,收集75-80° C/5mmHg的馏分,即为目标化合物四(二甲胺基)钛,收得产品82g,产率为73%,产品通过了核磁氢谱的鉴定。权利要求1.一种,其特征在于,包括如下步骤:1)在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;2)向体系中加入四氯化钛;3)反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述有机锂化合物为正丁基锂。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述二甲胺与有机锂化合物的用量摩尔比为1-2:1 ;所述有机锂化合物与四氯化钛的用量摩尔比为4-4.5:1。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤I)是在_78°C下反应8-12小时;步骤2)是在_78°C下反应8-12小时。5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述蒸馏步骤是收集75-80°C/5mmHg的馏分。6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述烃类溶剂可选自C5-Cltl烷烃的一种或多种。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述烃类溶剂为正己烷或正庚烷。8.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于,所述惰性气氛为氮气气氛。全文摘要本专利技术公开了一种,包括如下步骤在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;向体系中加入四氯化钛;反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。本专利技术合成方法不需要分步使用多种不同的溶剂,只以简单的单一烃类作为唯一的反应溶剂,降低了成本和反应的毒性,具有更好的操作可行性,更有助于规模化的生产。而且反应不需要经过过滤从体系中除去生成的氯化锂盐的过程,而是直接蒸馏得到目标化合物,从而简化操作。反应过程中的副产物相对较少,产率较高。文档编号C07F7/28GK103193818SQ20131013228公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日专利技术者李大亮, 高川, 田力, 陈微微, 王昕 , 汪亚兵, 徐湘云, 黄巍 申请人:上海宏锐新材料科技有限公司本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种四(二甲胺基)钛的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;2)向体系中加入四氯化钛;3)反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李大亮高川田力陈微微王昕汪亚兵徐湘云黄巍
申请(专利权)人:上海宏锐新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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