[發(fā)明專(zhuān)利]雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111121254.5
• 申請(qǐng)日: 2021-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113563390B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鵬宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州源展材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07F17/00
• 分類(lèi)號(hào): C07F17/00;C23C16/40;C23C16/455
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶的制備方法，包括以下步驟：(1)保護(hù)氣氛下，將氫化鍶溶解于六甲基二硅氮烷中，得到混合液；(2)向所述混合液中滴加1,2,4?三異丙基環(huán)戊二烯，在加熱回流的條件下進(jìn)行反應(yīng)；(3)反應(yīng)結(jié)束后，收集產(chǎn)物，得到雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶。本發(fā)明通過(guò)一鍋法制備得到雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶，制備方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和、能耗低、安全性高，產(chǎn)物收率高達(dá)87%；此外，避免了現(xiàn)有技術(shù)制備的產(chǎn)品中含有溶劑分子配位和金屬雜質(zhì)的問(wèn)題，產(chǎn)品的金屬純度高達(dá)5N，可作為前驅(qū)體源材料用于原子層沉積技術(shù)生長(zhǎng)納米厚度的高質(zhì)量SrO薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶的制備方法。

背景技術(shù)

堿土金屬β-二酮化合物由于其反應(yīng)性低、飽和蒸汽壓低的特點(diǎn)，是最早的可用于ALD前驅(qū)體的化合物。Sr(ⁱPr₃Cp)₂(其中配體ⁱPr₃Cp為1,2,4-三異丙基環(huán)戊二烯基)被認(rèn)為是一種非常有前途的鍶源ALD前驅(qū)體，其熔點(diǎn)為94 ℃，飽和蒸汽壓在200 ℃下為2.5 Torr，遠(yuǎn)高于Sr(tmhd)₂ (0.1Torr, 230 ℃)。由于多個(gè)異丙基的存在導(dǎo)致空間位阻較大，同時(shí)環(huán)戊二烯基自身與Sr原子結(jié)合能力較弱，這些原因造成ⁱPr₃Cp配體與Sr金屬原子間的鍵合強(qiáng)度非常弱，鍶原子較易從配位體中心位置脫離出來(lái)進(jìn)而參與到ALD反應(yīng)中去，導(dǎo)致在沉積過(guò)程中，Sr(ⁱPr₃Cp)₂與水等氧源反應(yīng)性非常高。與β-二酮類(lèi)似物相比，其沉積STO薄膜的GPC數(shù)值提升了7倍，這些特征決定了Sr(ⁱPr₃Cp)₂的廣闊應(yīng)用前景。

Sr(iPr₃Cp)₂屬于二茂鍶衍生物，目前類(lèi)似化合物的合成方法很少，二茂鍶的衍生物合成方法通常分為兩類(lèi)：一類(lèi)是用碘化鍶與對(duì)應(yīng)的環(huán)戊二烯衍生物的鈉鹽反應(yīng)制得；另一類(lèi)是金屬鍶與對(duì)應(yīng)的環(huán)戊二烯衍生物在液氨、四氫呋喃或DMF中反應(yīng)制得。例如合成SrCp^*₂（雙五甲基環(huán)戊二烯基鍶）的方法為：將五甲基環(huán)戊二烯基鉀和碘化鍶加至四氫呋喃中相互反應(yīng)形成雙（五甲基環(huán)戊二烯基）鍶的四氫呋喃加合物，減壓蒸餾除去四氫呋喃，再用甲苯提取加合物以形成其甲苯溶液，然后通過(guò)蒸餾除去甲苯并隨后真空干燥甲苯溶液或提取物，最后所得產(chǎn)物真空升華至少兩次以獲得雙（五甲基環(huán)戊二烯）鍶。合成雙（1,2,4-三丁基環(huán)戊二烯基）鍶的方法為：將1,2,4-三丁基環(huán)戊二烯溶于脫水甲苯，加入金屬鍶，降溫至-40 ℃，加入液氨溶解，不斷升高溫度的同時(shí)，更換溶劑為T(mén)HF，減壓蒸餾出產(chǎn)品，但產(chǎn)品的產(chǎn)率僅在50%左右。

由此可知，目前制備二茂鍶衍生物的方法普遍存在工藝操作復(fù)雜、純化艱難、成本高、產(chǎn)率低等問(wèn)題，且產(chǎn)品分子中含有溶劑分子配位并且存在較多的金屬元素雜質(zhì)，導(dǎo)致純度偏低。因此亟需一種低成本、操作簡(jiǎn)單的制備工藝來(lái)獲得高產(chǎn)率、高純度的雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶，以適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶的制備方法，通過(guò)將氫化鍶、1,2,4-三異丙基環(huán)戊二烯在六甲基二硅氮烷中一鍋法制得目標(biāo)產(chǎn)物，制備方法簡(jiǎn)單、能耗低、安全性高，且原料成本低、工藝穩(wěn)定性好、產(chǎn)物收率高，反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有引入其他金屬元素且無(wú)溶劑分子配位產(chǎn)生，使得產(chǎn)品的金屬純度高，可作為前驅(qū)體源材料用于原子層沉積法制備納米SrO薄膜。

本發(fā)明提供了如下所述的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種雙（三異丙基環(huán)戊二烯基）鍶的制備方法，包括以下步驟：

（1）保護(hù)氣氛下，將氫化鍶溶解于六甲基二硅氮烷中，得到混合液；

（2）向所述混合液中滴加1,2,4-三異丙基環(huán)戊二烯，在加熱回流的條件下進(jìn)行反應(yīng)；