JP2766132B2 - 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法 - Google Patents

高純度モノアルキルホスフィンの製造方法

Info

Publication number
JP2766132B2
JP2766132B2 JP4190487A JP19048792A JP2766132B2 JP 2766132 B2 JP2766132 B2 JP 2766132B2 JP 4190487 A JP4190487 A JP 4190487A JP 19048792 A JP19048792 A JP 19048792A JP 2766132 B2 JP2766132 B2 JP 2766132B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monoalkylphosphine
reaction
phosphine
purity
alkene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4190487A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0641164A (ja
Inventor
杉矢  正
豊 出村
富雄 柳井
浩美 大崎
和之 朝倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON KAGAKU KOGYO KK, Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Priority to JP4190487A priority Critical patent/JP2766132B2/ja
Priority to US08/091,363 priority patent/US5354918A/en
Priority to DE69317820T priority patent/DE69317820T2/de
Priority to EP93111451A priority patent/EP0579248B1/en
Publication of JPH0641164A publication Critical patent/JPH0641164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2766132B2 publication Critical patent/JP2766132B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度モノアルキルホ
スフィンの製造方法に関し、更に詳しくはホスフィンと
アルケンとを反応させてモノアルキルホスフィンを製造
する方法において、無水のアルカンスルホン酸を触媒と
し、生成するモノアルキルホスフィンよりも高沸点の有
機溶媒の存在下で反応を行うことを特徴とする製造方法
に関する。高純度のモノアルキルホスフィンは、MOC
VD(Metalorganic ChemicalVapour Deposition)法等に
よるエピタキシャル成長の原料として有用なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体は、発光ダイオード、太陽
電池、半導体レーザ等の用途に用いられ、特に半導体レ
ーザは次世代の電子デバイスとして光通信、光ティス
ク、光計測、光コンピューティング等に期待されてい
る。
【0003】化合物半導体におけるV族元素のリン原料
としては、水素化物であるホスフィンが現在多量に使用
されている。しかし、ホスフィンの毒性が高いことによ
る安全性の問題から、排ガスの処理に必要な設備投資が
多額になっていることや、特殊材料ガスに関する法規制
の強化から、高圧ガスでなく、しかも毒性の低いV族の
リン原料が求められている。
【0004】この要求に対して、近年、毒性の低減した
モノアルキルホスフィンがホスフィン代替品として注目
されている。モノアルキルホスフィンの製造方法として
は、ホスフィンとアルケンの酸触媒による反応が一般的
に知られている[J.Org.Chem.,24, 356〜359(1959)]。
この方法は、酸触媒としてアルカンスルホン酸の水溶液
を使用することから、反応終了後、有機層中に残存する
多量の水分を除去する必要がある。水分の除去は、蒸留
の他に、吸着や反応型の除去剤を使用することが多く、
これによる金属不純物の混入が生じ、半導体用途では、
しばしば問題となる。しかも、反応を水系で行った場
合、二級、三級のホスフィン化合物が副生し易く、これ
らの副生物を除去するのは困難であり、また、副反応に
よる収率低下は避けられない。
【0005】また、ホスフィン以外の出発原料を用いる
方法、例えば二塩化亜ホスホニルのリチウムアルミニウ
ムハイドライドによる還元方法[Z.anorg.allg.Chem.44
3,42(1978)]や塩化ホスホニルのリチウムアルミニウム
ハイドライドによる還元方法(欧州特許第373486号)等が
知られている。これらは、還元に用いる金属系の触媒を
使用することによる金属不純物の混入等があり、高純度
のモノアルキルホスフィンを得ることは極めて困難であ
り、また、製造工程が長いことによる収率の低下や工業
的規模での実施に不利である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高純度モノアルキルホスフィンを高収率で得るため
の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記事実
に鑑み、水分や金属不純物を含まない高純度で、かつ高
収率に高純度モノアルキルホスフィンを得る製造方法を
鋭意研究した結果、ホスフィンとアルケンとを反応させ
ることからなるモノアルキルホスフィンの製造方法にお
いて、無水のアルカンスルホン酸を触媒とし、生成する
モノアルキルホスフィンよりも高沸点の有機溶媒の存在
下で反応することにより、高純度、高収率でモノアルキ
ルホスフィンを得られることを知見し、本発明を完成し
た。
【0008】即ち、本発明は、ホスフィンとアルケンと
を反応させることからなるモノアルキルホスフィンの製
造方法において、下記に示す一般式
【化2】R−SO3H (1) (ただし、式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で示される無水アルカンスルホン酸の1種または2種以
上の混合物を触媒とし、生成するモノアルキルホスフィ
ンよりも高沸点の有機溶媒の存在下で反応を行うことを
特徴とする高純度モノアルキルホスフィンの製造方法に
係る。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係るモノアルキルホスフィンの製造方法における原料で
あるホスフィンは、いかなる製法に基づくものであって
もよいが、金属性、酸化性の不純物の極めて少ない高純
度品を用いることが好ましい。例えば、次亜リン酸ソー
ダの製造に際して副生する粗製ホスフィンに、脱アルシ
ンや脱低級水素化リン化合物の精製操作を施し、更に蒸
留装置で精留することにより、低沸点成分、CO2、H2
O、アルシン等の不純物を実質的に有しない高純度ホス
フィンが工業的に有利で好ましい。
【0010】他の原料として使用するアルケンは、直鎖
または分岐を有する不飽和脂肪族炭化水素であるが、炭
素数2〜16が好ましい。例えばイソブテン、2−メチ
ル−1−ブテン、2−エチル−1−ブテン、2−メチル
−1−ペンテン、2−メチル−1−ヘキセン、2,3,3
−トリメチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−1−ヘ
キセン、2−エチル−1−ヘキセン、イソオクテン、2
−メチル−1−ヘプテン、2,2,4−トリメチル−1−
ペンテン、2,4−ジメチル−1−ヘキセン、2,4,4
−トリメチル−1−ヘキセン、2−メチル−1−ノネ
ン、トリイソブチレン、テトライソブチレン等が挙げら
れる。
【0011】本発明において、反応溶媒は生成するモノ
アルキルホスフィンより高沸点であるものを選択するこ
とが特徴の一つとなっている。この理由は、反応終了後
モノアルキルホスフィンを蒸留または必要に応じて精留
する際に、沸点差により高純度のモノアルキルホスフィ
ンを得ることができるからである。係る反応溶媒として
は、飽和脂肪族炭化水素が適し、特に炭素数8〜18の
飽和脂肪族炭化水素が好ましい。例えば、n−オクタ
ン、イソオクタン、n−ノナン、n−デカン、n−トリ
デカン、n−テトラデカン、n−ヘキサデカン、n−オ
クタデカン等が挙げられるが、n−パラフィンのような
混合溶媒でも良い。
【0012】また、使用する触媒は、下記一般式
【化3】R−SO3H (1) (ただし、式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で示される非酸化性強酸の炭素数1〜4の低級アルカン
スルホン酸を使用するのが好ましく、例えばメタンスル
ホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタ
ンスルホン酸等が挙げられる。これらは、1種または2
種以上を混合しても差し支えなく、また、無水物である
ことが必要である。これらの非酸化性強酸の炭素数1〜
4の低級アルカンスルホン酸は、不安定なものが多く、
使用前に蒸留等により精製することが好ましい。
【0013】本発明の他の特徴としては、上記反応を無
水系で行うことにある。反応を無水系で行うと、水系で
行う場合に不可避的に副生する二級または三級のアルキ
ルホスフィン化合物の生成を抑制することができる。ま
た、無水のアルカンスルホン酸触媒は、触媒自身の脱水
能力により装置内の微量の水分もキャッチすることがで
きるので水分の混入を完全に防止して無水系の反応を完
全ならしめ、モノアルキルホスフィンを高純度で得るこ
とができる。
【0014】反応条件は、反応剤の物性、選択される溶
媒または触媒によって異なるが、オートクレーブ等によ
る高圧容器を用いて加圧下で行い、アルケンとホスフィ
ンのモル比は1:1ないし1:5、好ましくは1:1な
いし1:2.5が適当である。反応温度は、室温ないし
100℃、好ましくは60〜80℃であり、反応時間は
通常1〜24時間、好ましくは2〜10時間である。
【0015】原料の仕込みは、反応容器内を窒素やヘリ
ウム等の不活性ガスで充分に置換した後、アルケンの自
己重合を防止するために、反応溶媒、アルケン、ホスフ
ィンの順序で行い、所望の温度に昇温後、触媒を圧入す
るのが望ましい。
【0016】反応終了後は、室温に冷却後過剰の未反応
ホスフィンを不活性ガスで置換し、約24時間充分に静
置した後、触媒のアルカンスルホン酸を分離した後、残
った有機層を常圧により単蒸留し、更に必要に応じて精
密蒸留を行って精製し、金属、水分等の不純物を含まな
い高純度モノアルキルホスフィンを得ることができる。
【0017】本発明は、いずれのアルキル基を有するモ
ノアルキルホスフィンでも適用できるが、イソプロピ
ル、tert−ブチル等、その中でもtert−ブチルが化合物
半導体のV族元素のリン原料として好適に用いられ、特
に好ましい。
【0018】
【実施例】以下に実施例を記載して本発明を更に具体的
に説明する。 実施例1 反応容器として約1リットルのステンレス製のオートク
レーブを使用し、溶媒として100gのn−デカン(沸
点:174℃)と80gのイソブチレン(1.426モ
ル)、高純度ホスフィン135.8g(3.994モル)を
室温にて添加した。オートクレーブの圧力は25気圧で
あった。反応温度を60℃に昇温し、単蒸留により精製
したメタンスルホン酸137g(1.426モル)を圧入
ポンプで約1時間かけて添加した。オートクレーブ内の
圧力は35気圧から28気圧まで低下した。更に、60
℃に保ちながら1時間熟成させた。反応終了後、約30
℃まで冷却し、未反応の過剰ホスフィンを排気し、窒素
で系内を充分に置換した。反応生成物をオートクレーブ
より抜き取り、一昼夜室温にて静置後、分液し下層のメ
タンスルホン酸を除去した。得られたn−デカン層を、
ガスクロマトグラフィーで分析したところ、モノ−tert
−ブチルホスフィン57.8g(イソブテン基準転換率4
5.0%)が得られ、ジ−及びトリ−tert−ブチルホスフ
ィンは検出されなかった(選択率100%)。このn−デ
カン層を常圧で単蒸留し、更に常圧で精密蒸留したとこ
ろ、ガスクロマトグラフィーでの純度99.9%のモノ
−tert−ブチルホスフィン(沸点:54℃)35.8g(収
率27.9%)を単離することができた。生成物を、FT
−IR、H1−NMR、GC−MSでモノ−tert−ブチ
ルホスフィンであることを確認した。ICPでの金属分
析では、全ての金属が検出限界以下であった。ベックマ
ン微量水分計(Model 340)で水分を測定した結果、5p
pm以下であった。
【0019】実施例2 反応溶媒として100gのn−テトラデカン(沸点:2
53℃)、アルケンとして80gの2−メチル−1−ブ
テン(1.141モル)、高純度ホスフィン97.0g(2.
853モル)を室温にて添加した。反応容器を60℃ま
で昇温すると、反応容器の圧力は22気圧まで加圧され
た。触媒としてエタンスルホン酸125.0g(1.14
1モル)を1時間かけて圧入し、以後実施例1と同様の
操作を行った。その結果、モノ−tert−アミルホスフィ
ン(沸点:78℃)25.8gを得た。収率は21.7%
で、ガスクロマトグラフィーによる純度は99.9%で
あった。ICPでの金属分析では、全ての金属が検出限
界以下であった。また、ベックマン微量水分計(Model 3
40)で水分を測定した結果、5ppm以下であった。
【0020】
【発明の効果】本発明は、従来のホスフィンとアルケン
との反応によりモノアルキルホスフィンの製造方法を改
良するもので、高選択的かつ高純度でモノアルキルホス
フィンを工業的に有利に製造することができる。本発明
方法で得られるモノアルキルホスフィンは化合物半導体
におけるV族元素のリン原料として有効に利用すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳井 富雄 東京都江東区亀戸9丁目15番1号 日本 化学工業株式会社研究開発本部内 (72)発明者 大崎 浩美 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (72)発明者 朝倉 和之 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07F 9/50 B01J 31/02 103 C07B 61/00 300

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホスフィンとアルケンとを反応させるこ
    とからなるモノアルキルホスフィンの製造方法におい
    て、下記に示す一般式 【化1】R−SO3H (1) (ただし、式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す)
    で示される無水アルカンスルホン酸の1種または2種以
    上の混合物を触媒とし、生成するモノアルキルホスフィ
    ンよりも高沸点の有機溶媒の存在下で反応を行うことを
    特徴とする高純度モノアルキルホスフィンの製造方法。
JP4190487A 1992-07-17 1992-07-17 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法 Expired - Lifetime JP2766132B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4190487A JP2766132B2 (ja) 1992-07-17 1992-07-17 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法
US08/091,363 US5354918A (en) 1992-07-17 1993-07-15 Highly pure monoalkylphosphine
DE69317820T DE69317820T2 (de) 1992-07-17 1993-07-16 Verfahren zur Herstellung hochreiner Monoalkylphosphine
EP93111451A EP0579248B1 (en) 1992-07-17 1993-07-16 Method for preparing highly pure monoalkylphosphine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4190487A JP2766132B2 (ja) 1992-07-17 1992-07-17 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0641164A JPH0641164A (ja) 1994-02-15
JP2766132B2 true JP2766132B2 (ja) 1998-06-18

Family

ID=16258918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4190487A Expired - Lifetime JP2766132B2 (ja) 1992-07-17 1992-07-17 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2766132B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200944535A (en) * 2008-03-20 2009-11-01 Sigma Aldrich Co Purification and preparation of phosphorus-containing compounds

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0641164A (ja) 1994-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3880025B2 (ja) 高純度トリメチルインジウムおよびその合成方法
US5354918A (en) Highly pure monoalkylphosphine
JP2766132B2 (ja) 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法
ES8207116A1 (es) Procedimiento para la preparacion de esteres de acidos car- boxilicos insaturados
JP3912436B2 (ja) 高純度モノアルキルホスフィンおよびその製造方法
US4857655A (en) Process for making alkyl arsine compounds
JPH07196577A (ja) 脂肪族のω−ジフルオロカルボキシル化合物の製法
EP0320783B1 (en) Process for preparing alkylthioethylamine salts
US5358670A (en) Process for preparing grignard reagents in diethylene glycol dibutyl ether
EP0054986A1 (en) A process for the hydroformylation of olefins
JP2774431B2 (ja) 高純度モノアルキルホスフィンの製造方法
US4332736A (en) Production of 1-hydroxyalkylidene-1, 1-diphosphonic acid esters
US3414625A (en) Process for preparing tertiary phosphines
US3188281A (en) Production of methyl dichlorophosphine oxide
US3310589A (en) Dibromodifluoromethane addition to olefines
JP2831226B2 (ja) 有機燐化合物の精製方法
CA2005343A1 (en) Chemical process for obtaining high purification of monoalkylarsines and dialkylarsines and purified mono- and dialkylarsines
JPH0142956B2 (ja)
US5536880A (en) Monoalkylphosphine and method of producing the same
JP4102222B2 (ja) リン酸ジエステルの製造方法
JP2501147B2 (ja) 高純度アルキルホスフィンの製造方法
US3244745A (en) Process for the preparation of chloromethylphosphonous chloride
JPH05310764A (ja) 高純度モノアルキルまたはモノアリ−ルアルシン化合物の製造方法
JPH01301684A (ja) 有機金属化合物の製造方法
JP3051272B2 (ja) 有機燐化合物の精製方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080403

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 14

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 14

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 15