CN108780737A - 电子材料用高纯度吡啶的生产方法 - Google Patents

电子材料用高纯度吡啶的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高纯度吡啶的生产方法，尤其涉及一种包括：预处理步骤，向包含吡嗪和吡啶的吡啶混合物添加包含碱金属的氨基化合物进行反应；以及，蒸馏步骤，在上述预处理步骤之后对吡啶混合物进行蒸馏；从而能够获得可适用于电子材料的高纯度吡啶的电子材料用高纯度吡啶的生产方法。

Description

电子材料用高纯度吡啶的生产方法
技术领域
本发明涉及一种高纯度吡啶的生产方法，尤其涉及一种包括：预处理步骤，向包含吡嗪和吡啶的吡啶混合物添加包含碱金属的氨基化合物进行反应；以及，蒸馏步骤，在上述预处理步骤之后对吡啶混合物进行蒸馏；从而能够获得可适用于电子材料的高纯度吡啶的电子材料用高纯度吡啶的生产方法。
背景技术
在半导体的硅薄膜制造工程中必须执行防止晶体管与晶体管之间相互造成干扰的绝缘工程，在为了实现上述晶体管之间的绝缘而在对盖内部进行填充的工程中伴随着图案变得狭窄，目前使用SOD(Spin On Dielecterics)工程替代原有的CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)工程。在上述SOD工程中，需要使用如下述专利文献中所记载的以聚硅氮烷(Polysilazane)作为主成分的组合物。
(专利文献)
韩国专利公开第10-2011-0023411号(2011.03.08.公开)“半导体元件的绝缘膜形成用组合物”
上述聚硅氮烷使用吡啶(Pyridine)生成，但是在吡啶中通常包含微量的如吡嗪(Pyrazine)等杂质。上述吡啶能够适用于包括聚硅氮烷的合成在内的各种领域，在除电子材料之外的其他领域，即使是包含微量的吡嗪也不会造成问题。
但是，在将吡啶适用于如生成上述SOD工程所需的聚硅氮烷等电子材料用途时，混合在吡啶中的微量的吡嗪会对315nm的UV进行吸收，从而导致如电子材料的收率降低以及其他多种不良影响。而且，因为吡啶和吡嗪的沸点非常类似，因此利用常规的蒸馏方法无法获得可适用于电子材料的高纯度的吡啶。
发明内容
本发明的目的在于解决如上所述的现有问题而提供一种能够获得可适用于电子材料的高纯度的吡啶的生产方法。
此外，本发明的目的在于提供一种能够通过在向包含如吡嗪等杂质的吡啶混合物添加包含碱金属的氨基化合物进行反应之后对其进行蒸馏而获得高纯度的吡啶的生产方法。
此外，本发明的目的在于提供一种能够通过首先对包含杂质的吡啶混合物中的水分进行去除之后再添加包含碱金属的氨基化合物而有效去除吡嗪的高纯度的吡啶的生产方法。
为了达成如上所述的目的，本发明能够通过如下所述构成的实施例实现。
在本发明的一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于，包括：预处理步骤，向包含吡啶和吡嗪的吡啶混合物添加氨基化合物进行反应；以及，蒸馏步骤，在上述预处理步骤之后对吡啶混合物进行蒸馏；其中，上述氨基化合物的化学式为ANH2且A为碱金属。
在本发明的另一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于，还包括：水分去除步骤，在上述预处理步骤之前对包含在吡啶混合物中的水进行去除；借此，防止在上述预处理步骤中氨基化合物与吡嗪的反应效率下降。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：上述预处理步骤，是通过将添加氨基化合物的吡啶混合物加热至110至150℃而执行。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：上述预处理步骤的执行时间，是通过对添加氨基化合物的吡啶混合物的颜色变化进行观察而决定。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：上述预处理步骤，是因为添加氨基钠而呈现出黄色的吡啶混合物随着反应的进行变化成深褐色或古铜色为止持续执行。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：在上述蒸馏步骤中，是以115至118℃的温度进行蒸馏。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：在上述水分去除步骤中对水分进行去除时，是利用蒸馏或分离膜去除水分。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：作为上述氨基化合物，使用氨基钠或氨基锂。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：利用权利要求1至权利要求8中的某一项所记载的生产方法进行生产。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：在315nm波长下的吸光度为0.01至0.1。
在本发明的又一实施例中，适用本发明的电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：纯度为99.999％。
为了达成如上所述的目的，本发明能够通过如下所述构成的实施例实现。
本发明能够获得可适用于电子材料的高纯度的吡啶。
此外，本发明能够通过在向包含如吡嗪等杂质的吡啶混合物添加包含碱金属的氨基化合物进行反应之后对其进行蒸馏而获得高纯度的吡啶。
此外，本发明能够通过首先对包含杂质的吡啶混合物中的水分进行去除之后再添加包含碱金属的氨基化合物而有效去除吡嗪。
附图说明
图1是对试料1的G/C分析结果进行图示的图表。
图2是对试料2的G/C分析结果进行图示的图表。
图3是对试料3的G/C分析结果进行图示的图表。
图4是对试料4的G/C分析结果进行图示的图表。
图5是对试料1的UV分光光度计分析结果进行图示的图表。
图6是对试料2的UV分光光度计分析结果进行图示的图表。
图7是对试料3的UV分光光度计分析结果进行图示的图表。
图8是对试料4的UV分光光度计分析结果进行图示的图表。
具体实施方式
接下来，将结合附图对适用本发明的电子材料用高纯度吡啶的生产方法进行详细的说明。除非另有定义，否则本说明书中的所有术语的含义与具有本发明所属技术领域之一般知识的技术人员所通常理解的对应术语的一般含义相同，当与本说明书中所使用的术语的含义发生冲突时，则以本说明书中所使用的定义为准。在整个说明书中，除非另有明确的相反记载，否则某个部分“包含”某个构成要素并不是指排除其他构成要素存在的可能性，而是指还能够包括其他构成要素。
图1是对试料1的G/C分析结果进行图示的图表，图2是对试料2的G/C分析结果进行图示的图表，图3是对试料3的G/C分析结果进行图示的图表，图4是对试料4的G/C分析结果进行图示的图表，图5是对试料1的UV分光光度计分析结果进行图示的图表，图6是对试料2的UV分光光度计分析结果进行图示的图表，图7是对试料3的UV分光光度计分析结果进行图示的图表，图8是对试料4的UV分光光度计分析结果进行图示的图表。
接下来，将结合图1至图8对适用本发明之一实施例的电子材料用高纯度吡啶的生产方法进行说明。上述高纯度吡啶的生产方法，包括：预处理步骤，向包含吡啶和杂质的吡啶混合物添加氨基化合物(Sodium amide，氨基钠)进行反应；以及，蒸馏步骤，在上述预处理步骤之后对吡啶混合物进行蒸馏。在新合成或对使用之后的废液进行再生而获得的吡啶中将包含微量的杂质(吡嗪、水、其他物质)，在将吡啶作为电子材料用途进行适用的过程中，与其他杂质不同，微量的吡嗪也会导致电子材料功能的低下，且因为吡啶和吡嗪的沸点极其类似，利用现有的蒸馏方法难以对其进行分离，因此本发明通过添加氨基化合物进行反应之后再进行蒸馏而生成可作为电子材料用途使用的高纯度的吡啶。
上述预处理步骤，是向包含如吡嗪等杂质和吡啶的吡啶混合物添加氨基化合物进行反应的步骤。上述氨基化合物的特征在于其化学式为ANH2且A为碱金属，较佳地，使用氨基锂(LiNH2)、氨基钠(NaNH2)。包含碱金属的氨基化合物与吡嗪的反应性大于吡啶，且在吡啶与氨基化合物发生反应时所生成的2,3,4,5四氢吡啶(2,3,4,5 tetrahydro pyridine)和在吡啶与LiAH4或NaAH4(A为Na、Al、Cu、Zn、B中的某一个)发生反应时所生成的1,2,3,6四氢吡啶(1,2,3,6 tetrahydro pyridine)不同，与吡啶的沸点差异相对较大，因此能够轻易地通过蒸馏进行去除。上述预处理步骤，是通过将添加氨基化合物的混合物加热至110至150℃的温度而执行，执行时间是通过对添加氨基化合物的吡啶混合物的颜色变化进行观察而决定。例如，在向吡啶混合物添加氨基钠时将呈现出黄色，而随着反应的进行将变化成深褐色或古铜色，反应将在从黄色变化成深褐色(或古铜色)为止持续执行。
上述蒸馏步骤，是对上述预处理步骤之后的吡啶混合物进行蒸馏而对高纯度的吡啶进行回收的步骤。在上述蒸馏步骤中，将以115至118℃的温度进行蒸馏。在利用传统的方法时，具有无法有效地对吡啶和吡嗪进行分离的问题，即无法提升所回收到的吡啶的纯度的问题，但是如上所述的高纯度吡啶的生产方法能够通过在蒸馏之前执行向吡啶混合物添加氨基化合物并进行反应的预处理步骤而提升所回收到的吡啶的纯度。
适用本发明之另一实施例的高纯度吡啶的生产方法，还能够在上述预处理步骤之前包括对水分进行去除的水分去除步骤。因为在上述预处理步骤中所使用的包含碱金属的氨基化合物与水的反应性大于与吡嗪的反应性，因此通过在上述水分去除步骤中去除水分，能够防止在上述预处理步骤中氨基化合物与吡嗪的反应效率下降的问题。在上述水分去除步骤中，能够使用从有机化合物中去除水分的各种传统的方法，包括如蒸馏、分离膜等。
接下来，将结合实施例对本发明进行更为详细的说明。但是，下述实施例只是用于对本发明进行更为详细的说明，并不是为了对本发明的权利要求范围进行限定。
<实施例1>试料的生成
(1)作为试料1准备了300ml的吡啶化合物(吡啶内的吡嗪含量为10ppm，吡啶内的水分含量为60ppm)。
(2)通过以115至118℃的下部蒸馏温度以及115至116℃的上部蒸馏温度对试料1进行蒸馏而获得了试料2。
(3)向试料1添加0.6ml的氨基钠并在110至115℃的温度下进行2小时的反应之后，以115至118℃的下部蒸馏温度以及115至116℃的上部蒸馏温度进行蒸馏而获得了试料3。
(4)向试料1添加0.6ml的氨基锂并在110至115℃的温度下进行7小时的反应之后，以115至118℃的下部蒸馏温度以及115至116℃的上部蒸馏温度进行蒸馏而获得了试料4。
<实施例2>G/C分析结果
(1)对试料1至试料4进行G/C分析，其结果如图1至图4以及表1所示。
(2)G/C分析时使用了Model(Agilent 7890A GC),Oven(Initial Temp.:85℃,Initial Time:1.00min,Rate:10℃/min,Final Temp.:200℃,Final Time:5.00min),Inlet(Mode:Split,Inlet Temp.:250℃,Split ratio:50:1),Column(Agilent DB-5 30mx 320um x 1.0um),Detector(Type:FID,Temp.:270℃,H2Flow:45.0ml/min,Air Flow:300.0ml/min,Make Up Gas:N2,Make Up Flow:20.0ml/min)。
(3)在图1以及图2中检测到了吡嗪，而在图3以及图4中没有检测到吡嗪。此外，如表1所示，试料1以及试料2的吡啶纯度分别为99.992％以及99.993％，试料3的吡啶纯度为99.999％，试料4的吡啶纯度为99.999％借此，能够确认通过在利用包含碱金属的氨基化合物执行预处理步骤之后再进行蒸馏的试料3以及试料4可以获得高纯度的吡啶。
[表1]
试料1 试料2 试料3 试料4
吡啶的纯度 99.992％ 99.993％ 99.999％ 99.999％
<实施例3>UVC分光光度计分析结果
(1)对试料1至试料4进行UV分光光度计分析，其结果如图5至图8以及表2所示。
(2)在UV分光光度计分析中使用了SHIMADZU公司的UV-1800。
(3)如图5至图8以及表2所示，在315nm的波长下试料1以及试料2的分光度分别为0.440以及0.385，试料3的吸光度为0.069，试料4的吸光度为0.045。借此，能够确认通过在利用包含碱金属的氨基化合物执行预处理步骤之后再进行蒸馏的试料3以及试料4可以获得适合于作为电子材料进行使用的吡啶。
[表2]
试料1 试料2 试料3 试料4
吸光度(在315nm下) 0.440 0.385 0.069 0.045
在本发明的其他实施例中，包括通过上述电子材料用高纯度吡啶的生产方法生产出的电子材料用高纯度吡啶。上述电子材料用高纯度吡啶的特征在于在315nm波长下的吸光度为0.01至0.01而其纯度为99.999％。
在上述内容中，申请人对本发明的多种实施例进行了说明，但是如上所述的实施例只是用于实现本发明之技术思想的一实施例，用于实现本发明之技术思想的任何变更例或修改例都应解释为包含在本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于，包括：
预处理步骤，向包含吡啶和吡嗪的吡啶混合物添加氨基化合物进行反应；以及，蒸馏步骤，在上述预处理步骤之后对吡啶混合物进行蒸馏；
其中，上述氨基化合物的化学式为ANH2且A为碱金属。
2.根据权利要求1所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
上述电子材料用高纯度吡啶的生产方法，还包括：水分去除步骤，在上述预处理步骤之前对包含在吡啶混合物中的水进行去除；
借此，防止在上述预处理步骤中氨基化合物与吡嗪的反应效率下降。
3.根据权利要求1所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
上述预处理步骤，是通过将添加氨基化合物的吡啶混合物加热至110至150℃而执行。
4.根据权利要求1所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
上述预处理步骤的执行时间，是通过对添加氨基化合物的吡啶混合物的颜色变化进行观察而决定。
5.根据权利要求4所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
上述预处理步骤，是因为添加氨基钠而呈现出黄色的吡啶混合物随着反应的进行变化成深褐色或古铜色为止持续执行。
6.根据权利要求1所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
在上述蒸馏步骤中，是以115至118℃的温度进行蒸馏。
7.根据权利要求2所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
在上述水分去除步骤中对水分进行去除时，是利用蒸馏或分离膜去除水分。
8.根据权利要求1所述的电子材料用高纯度吡啶的生产方法，其特征在于：
作为上述氨基化合物，使用氨基钠或氨基锂。
9.一种电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：
利用权利要求1至权利要求8所述的某一项中所记载的方法进行生产。
10.根据权利要求9所述的电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：
上述电子材料用高纯度吡啶在315nm波长下的吸光度为0.01至0.01。
11.根据权利要求9所述的电子材料用高纯度吡啶，其特征在于：
上述电子材料用高纯度吡啶的纯度为99.999％。
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