JP5215600B2 - Method for producing N-alkylborazine - Google Patents

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本発明は、N−アルキルボラジンの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、高純度のN−アルキルボラジンを製造する方法に関する。本発明の方法によって得られるN−アルキルボラジンは、電子材料に有用であり、特に、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層を形成するために有用である。   The present invention relates to a method for producing N-alkylborazine. More particularly, the present invention relates to a method for producing high purity N-alkylborazine. The N-alkylborazine obtained by the method of the present invention is useful for an electronic material, and particularly useful for forming an interlayer insulating film for a semiconductor, a barrier metal layer, and an etch stopper layer.

情報機器の高性能化に伴い、LSIのデザインルールは、年々微細になっている。微細なデザインルールのLSI製造においては、LSIを構成する材料も高性能で、微細なLSI上でも機能を果たすものでなければならない。   As the performance of information equipment increases, LSI design rules become finer year by year. In the manufacture of LSIs with fine design rules, the materials that make up LSIs must also have high performance and function on fine LSIs.

例えば、LSI中の層間絶縁膜に用いられる材料に関していえば、高い誘電率は信号遅延の原因となる。微細なLSIにおいては、この信号遅延の影響が特に大きい。このため、層間絶縁膜として用いられうる、新たな低誘電材料の開発が所望されている。また、層間絶縁膜として使用されるためには、誘電率が低いだけでなく、耐湿性、耐熱性、機械的強度などの特性にも優れている必要がある。   For example, regarding materials used for interlayer insulating films in LSIs, a high dielectric constant causes signal delay. In a fine LSI, the influence of this signal delay is particularly great. Therefore, development of a new low dielectric material that can be used as an interlayer insulating film is desired. Further, in order to be used as an interlayer insulating film, it is necessary not only to have a low dielectric constant but also to be excellent in characteristics such as moisture resistance, heat resistance and mechanical strength.

かような要望に応えるものとして、分子内にボラジン環骨格を有するボラジン化合物が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。ボラジン環骨格を有するボラジン化合物は分子分極率が小さいため、形成される被膜は低誘電率である。その上、形成される被膜は、耐熱性にも優れる。   As a response to such a demand, borazine compounds having a borazine ring skeleton in the molecule have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Since a borazine compound having a borazine ring skeleton has a low molecular polarizability, the formed film has a low dielectric constant. In addition, the formed film is excellent in heat resistance.

また、特許文献3には、反応容器中にRNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表されるアルキルアミン塩を仕込む段階と、前記反応容器に、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表される水素化ホウ素アルカリを徐々に供給して、溶媒中で水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させる段階と、を含む、N−アルキルボラジンの製造方法が開示されている。特許文献3に記載の方法は、アルキルアミン塩1モルに対して、1〜1.5モルの量の水素化ホウ素アルカリを反応容器に連続的あるいは間欠的に供給する(段落「0024」及び「0029」)ことにより、反応中に多量の水素ガスの発生を防止する(段落「0013」)。 Patent Document 3 discloses that a reaction vessel is charged with an alkylamine salt represented by RNH 3 X (R is an alkyl group, and X is a halogen atom), and ABH 4 ( A is a step of gradually supplying an alkali borohydride represented by a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom, and reacting the alkali borohydride with an alkylamine salt in a solvent. A method for producing N-alkylborazines is disclosed. In the method described in Patent Document 3, 1 to 1.5 mol of an alkali borohydride is continuously or intermittently supplied to a reaction vessel with respect to 1 mol of an alkylamine salt (paragraphs “0024” and “0024”). [0029]) prevents the generation of a large amount of hydrogen gas during the reaction (paragraph "0013").

しかしながら、特許文献3には、反応液中に存在するアルキルアミン塩由来のハライドイオンの含有量に関する記載はない。
特開2000−340689号公報 特開2003−119289号公報 特開2006−213683号公報
However, Patent Document 3 does not describe the content of halide ions derived from alkylamine salts present in the reaction solution.
JP 2000-340689 A JP 2003-119289 A JP 2006-213683 A

ボラジン化合物の1つとして、ボラジン環を構成する窒素原子がアルキル基と結合しているN−アルキルボラジンがある。N−アルキルボラジンは、それ自体が半導体用層間絶縁膜などの原料として用いられうる。また、他のボラジン化合物を製造する際の中間体ともなる。例えば、N−アルキルボラジンのホウ素に結合している水素原子をアルキル基で置換することによって、ヘキサアルキルボラジンが製造される。   As one of borazine compounds, there is N-alkylborazine in which a nitrogen atom constituting a borazine ring is bonded to an alkyl group. N-alkylborazine itself can be used as a raw material for an interlayer insulating film for semiconductors. It also serves as an intermediate when producing other borazine compounds. For example, a hexaalkylborazine is produced by replacing a hydrogen atom bonded to boron of N-alkylborazine with an alkyl group.

ここで、ボラジン化合物が、例えば上述したような半導体用層間絶縁膜等の電子材料に用いられる場合には、用いられるボラジン化合物中のハライドイオンは少ないほど好ましい。例えば半導体の層間絶縁膜として用いる場合に、用いられるボラジン化合物中のハライドイオンが多すぎると、配線金属の腐食等により、得られる半導体としての性能が低下してしまう虞がある。このため、電材用途を考慮すると、ボラジン化合物のハロゲン含量の低減が課題の一つである。   Here, when the borazine compound is used for an electronic material such as an interlayer insulating film for a semiconductor as described above, the number of halide ions in the borazine compound to be used is preferably as small as possible. For example, when it is used as an interlayer insulating film of a semiconductor, if there are too many halide ions in the borazine compound used, there is a possibility that the performance as a semiconductor obtained may be deteriorated due to corrosion of the wiring metal or the like. For this reason, when considering the use of electric materials, one of the problems is to reduce the halogen content of the borazine compound.

N−アルキルボラジンは、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化ホウ素アルカリと、メチルアミン塩酸塩等のアルキルアミン塩とを反応させることにより合成することができる。このようにして合成されたN−アルキルボラジンは、合成の終了後、使用用途に応じて蒸留精製や昇華精製などの方法によって精製される。このような精製方法によって、ある程度の純度のN−アルキルボラジンを得ることが可能である。しかしながら、上記合成方法において、上記特許文献3に記載されるような条件で反応を行なっても、アルキルアミン塩が反応液に残存する、あるいはアルキルアミン塩が反応中に反応器の天板や装置配管等に付着したりして、アルキルアミン塩が反応系内に残留する場合があることが分かった。このような場合には、反応終了後の精製操作(濾過/冷却/移送/吸着/蒸留など)を経ても、十分にハライドイオン(特にアルキルアミン塩由来)を除去した高純度のN−アルキルボラジンを得ることが非常に困難であり、得られたN−アルキルボラジンは、ハライドイオンの混入量が非常に少ないことが求められている半導体材料には好適には適用されえなかった。上記したように、原料のメチルアミン塩酸塩を反応終了までで完全に転化することが望ましいが、現実には再現性よく原料のメチルアミン塩酸塩を完全に転化することは非常に困難である。   N-alkyl borazine can be synthesized by reacting an alkali borohydride such as sodium borohydride with an alkylamine salt such as methylamine hydrochloride. The N-alkylborazine synthesized in this way is purified by a method such as distillation purification or sublimation purification according to the intended use after completion of the synthesis. By such a purification method, it is possible to obtain N-alkylborazine having a certain degree of purity. However, in the above synthesis method, even when the reaction is performed under the conditions described in Patent Document 3, the alkylamine salt remains in the reaction solution, or the alkylamine salt is reacted during the reaction. It has been found that the alkylamine salt may remain in the reaction system due to adhesion to piping or the like. In such a case, high-purity N-alkylborazine from which halide ions (particularly derived from alkylamine salts) have been sufficiently removed even after purification operations (filtration / cooling / transfer / adsorption / distillation, etc.) after completion of the reaction. Therefore, the obtained N-alkylborazine could not be suitably applied to a semiconductor material that is required to have a very small amount of halide ions. As described above, it is desirable to completely convert the raw material methylamine hydrochloride until the end of the reaction, but in reality, it is very difficult to completely convert the raw material methylamine hydrochloride with good reproducibility.

上述したように、より純度の高いN−アルキルボラジンを得るための合成方法の開発が強く望まれているものの、依然としてこのような高純度のN−アルキルボラジンを製造できる方法は存在しない。特に、半導体材料に適用される際には、ハライドイオンの混入量が非常に少ないことが求められる。   As described above, development of a synthesis method for obtaining N-alkylborazine having higher purity is strongly desired, but there is still no method capable of producing such high-purity N-alkylborazine. In particular, when applied to semiconductor materials, it is required that the amount of halide ions mixed is very small.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ハライドイオンの混入量の非常に少ない高純度のN−アルキルボラジンを製造する方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing high-purity N-alkylborazine with a very small amount of halide ions.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行なった結果、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化ホウ素アルカリを過剰量存在させた条件下で水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応を行なう場合においても、アルキルアミン塩がN−アルキルボラジンを含む液中に残留する場合があり、そのような場合には、通常の精製操作を経た後であっても、ハライドイオンの混入量が非常に少ないことが求められている半導体材料への使用基準を満たすレベルにまではN−アルキルボラジン中のハライドイオン含有量を十分低減できないことに着目した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a reaction between an alkali borohydride and an alkylamine salt under the condition that an excessive amount of alkali borohydride such as sodium borohydride is present. In some cases, the alkylamine salt may remain in the liquid containing N-alkylborazine, and in such a case, the amount of halide ions mixed may be reduced even after a normal purification operation. Attention was paid to the fact that the halide ion content in N-alkylborazine cannot be sufficiently reduced to a level that satisfies the usage standards for semiconductor materials that are required to be very low.

本発明者らは、このような問題を解決するためにさらに鋭意検討を行なった結果、上記N−アルキルボラジンの製造途中でハライドイオン、特にアルキルアミン塩由来のハライドイオンが残存してしまうという事態が生じても、当該製造途中で水素化ホウ素アルカリを別途添加して、残存しているアルキルアミン塩と水素化ホウ素アルカリとの反応をより効率よく行なうことによって、ハライドイオンをほとんど含まない(半導体材料への使用基準を満たすレベルの)N−アルキルボラジンを製造することができることを知得した。上記知見に基づいて、本発明を完成するに至った。   As a result of further intensive studies to solve such problems, the present inventors have found that halide ions, particularly halide ions derived from alkylamine salts, remain during the production of the N-alkylborazine. Even when the alkanoic acid is produced, a halide borohydride is hardly contained by adding a separate alkali borohydride during the production and performing the reaction between the remaining alkylamine salt and the alkali borohydride more efficiently (semiconductor). It has been found that N-alkylborazines (at levels that meet the material usage criteria) can be produced. Based on the above findings, the present invention has been completed.

すなわち、上記目的は、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、初期仕込み量の水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させる第1反応工程;および前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液に、水素化ホウ素アルカリをさらに添加して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程を有することを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法によって達成される。 That is, the above-mentioned purpose is that an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and RNH 3 X (R is an alkyl group, and X is a halogen atom). A method for producing an N-alkylborazine having a step of producing an N-alkylborazine by reacting an alkylamine salt represented by formula (I) in a solvent, wherein an initial charge amount of an alkali borohydride and an alkylamine salt are reacted. And a second reaction step in which an alkali borohydride is further reacted with an alkylamine salt by further adding an alkali borohydride to a liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step. It is achieved by a method for producing N-alkylborazine characterized by having

また、上記目的は、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させる第1反応工程;および前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液におけるハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合に、前記N−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリをさらに添加して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程を有することを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法によっても達成される。 In addition, the object is to provide an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and RNH 3 X (R is an alkyl group, and X is a halogen atom). A first reaction of reacting an alkali borohydride with an alkylamine salt, the method comprising the step of producing an N-alkylborazine by reacting with an alkylamine salt represented by formula (I) in a solvent. And borohydride in the liquid containing N-alkylborazine when the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step is 20 mass ppm or more. A second reaction step of further adding an alkali to further react the alkali borohydride and the alkylamine salt; And wherein also achieved by the method for producing N- alkylborazine.

本発明の方法によって、ハライドイオンを効果的に除去し、高純度でハライドイオンの含有量の非常に少ないN−アルキルボラジンが得られる。ゆえに、本発明の方法によって製造されるN−アルキルボラジンは、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層を形成するなど、電子材料に有用である。特に、ハライドイオンの含有量が非常に少ないN−アルキルボラジンを用いることにより、N−アルキルボラジンを用いて製造される層間絶縁膜などの特性を向上させることができる。   By the method of the present invention, halide ions are effectively removed, and an N-alkylborazine having a high purity and a very low content of halide ions can be obtained. Therefore, the N-alkylborazine produced by the method of the present invention is useful for electronic materials such as forming an interlayer insulating film for semiconductor, a barrier metal layer, and an etch stopper layer. In particular, by using an N-alkylborazine having a very low halide ion content, it is possible to improve characteristics of an interlayer insulating film manufactured using the N-alkylborazine.

本発明の第一は、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、初期仕込み量の水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させる第1反応工程;および前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液に、水素化ホウ素アルカリをさらに添加(水素化ホウ素アルカリを追加)して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程を有することを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法に関する。 In the first aspect of the present invention, an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and RNH 3 X (R is an alkyl group, and X is a halogen atom) And an alkylamine salt represented by formula (1) in a solvent to produce N-alkylborazine, wherein an initial charge amount of an alkali borohydride and an alkylamine salt are prepared. A first reaction step to be reacted; and a liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step, to which an alkali borohydride is further added (alkali borohydride is added), and an alkali borohydride and an alkylamine salt The present invention further relates to a method for producing N-alkylborazine, characterized by having a second reaction step of further reacting with.

また、本発明の第二は、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させる第1反応工程;および前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液におけるハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合に、前記N−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリをさらに添加(水素化ホウ素アルカリを追加)して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程を有することを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法に関する。 In the second aspect of the present invention, an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and RNH 3 X (R is an alkyl group, X is a halogen atom) A method for producing an N-alkylborazine by reacting in a solvent with an alkylamine salt represented by the formula (1), wherein an alkali borohydride and an alkylamine salt are reacted. In the liquid containing N-alkylborazine, when the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step is 20 mass ppm or more. Add additional alkali borohydride (add alkali borohydride) to further remove alkali borohydride and alkylamine salt. And having a second reaction step of reacting a process for the preparation of N- alkylborazine.

本発明において、ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩との反応は、下記反応式に従って起こり、N−アルキルボラジンが製造される。 In the present invention, an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and RNH 3 X (R is an alkyl group, and X is a halogen atom) The reaction with an alkylamine salt occurs according to the following reaction formula to produce N-alkylborazine.

Figure 0005215600
Figure 0005215600

上記反応式に示されるように、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを原料としてN−アルキルボラジンを製造する場合、反応後の液には、目的化合物であるN−アルキルボラジンに加えて、未反応の原料や副生するアルカリ塩等が含まれる。反応後の液中のハライドイオンは主として、副生するアルカリ塩および未反応のアルキルアミン塩の形で存在する。ここで、アルカリ塩は、反応液中に固体として存在する。また、アルキルアミン塩は、ほとんどは固体として、一部がN−アルキルボラジンを含む液中に溶解して存在する。このため、上記反応後の液から直接蒸留精製や濾過によってN−アルキルボラジンを精製しようとした場合には、アルカリ塩は比較的容易に除去できるものの、アルキルアミン塩は蒸気圧を有しており、また、一部は反応液中に溶解しているため、アルキルアミン塩由来のハライドイオンが混入することが考えられる。例えば、アルキルアミン塩として塩化物を用いた場合、塩化物イオンがN−アルキルボラジン中に混入しうる。このため、このような場合には、N−アルキルボラジンは、高いハライドイオン含量により、電子材料用途には使用できないことがある。   As shown in the above reaction formula, when N-alkylborazine is produced using an alkali borohydride and an alkylamine salt as raw materials, in addition to the target compound N-alkylborazine, unreacted liquid is added. The raw materials for the reaction and the by-product alkali salts are included. The halide ions in the liquid after the reaction are mainly present in the form of by-produced alkali salts and unreacted alkylamine salts. Here, the alkali salt exists as a solid in the reaction solution. Alkylamine salts are mostly in solid form, and are partly dissolved in a liquid containing N-alkylborazine. For this reason, when trying to purify N-alkylborazine directly from the solution after the reaction by distillation purification or filtration, the alkali salt can be removed relatively easily, but the alkylamine salt has a vapor pressure. Moreover, since some are melt | dissolving in the reaction liquid, it is possible that the halide ion derived from an alkylamine salt mixes. For example, when chloride is used as the alkylamine salt, chloride ions can be mixed into N-alkylborazine. For this reason, in such a case, N-alkylborazine may not be used for electronic materials due to its high halide ion content.

水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応によりN−アルキルボラジンを製造する際に、予め水素化ホウ素アルカリを過剰量存在させて上記反応を行なう場合においても、反応終了後に、アルキルアミン塩が反応液に残存することがあった。また、反応中に反応器の天板や装置配管等に付着して、反応終了後の精製操作(濾過/冷却/移送/吸着/蒸留など)を経た後であっても、アルキルアミン塩を十分除去しきれず、最終反応産物の純度が十分向上できなかった。このような場合には、さらに蒸留・精製(精留)工程後でも、得られたN−アルキルボラジンには、アルキルアミン塩由来のハライドイオン(X)が相当量残存してしまうため、このようなN−アルキルボラジンは、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層などの電子材料分野には適用できなかった。 Even when an N-alkylborazine is produced by reacting an alkali borohydride with an alkylamine salt in the presence of an excessive amount of an alkali borohydride in advance, the alkylamine salt is reacted after completion of the reaction. It may remain in the liquid. In addition, even after the reaction, after adhering to the top plate of the reactor, equipment piping, etc. and undergoing purification operations (filtration / cooling / transfer / adsorption / distillation, etc.) after completion of the reaction, the alkylamine salt is sufficient. It could not be removed, and the purity of the final reaction product could not be sufficiently improved. In such a case, even after the distillation / purification (rectification) step, a considerable amount of halide ion (X ) derived from the alkylamine salt remains in the obtained N-alkylborazine. Such N-alkylborazines cannot be applied to the field of electronic materials such as semiconductor interlayer insulating films, barrier metal layers, and etch stopper layers.

これに対して、本発明の方法は、初期仕込み量の水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応以降のN−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリをさらに添加(追加)して;あるいは水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応以降のN−アルキルボラジンを含む液における液中のハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合には、前記N−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリを添加(追加)して、のいずれかの後、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させることを特徴とする。このように水素化ホウ素アルカリを別途添加(追加)することによって、アルキルアミン塩はほぼ完全に(全量)水素化ホウ素アルカリと反応できる。このため、反応終了後にはアルキルアミン塩はほとんど残らない(反応初期に添加されたアルキルアミン塩はほぼ完全に消費されうる)。一方、本発明では、水素化ホウ素アルカリが反応終了後に残存する場合もあるが、このような場合であっても、水素化ホウ素アルカリは、反応液中に固体として存在するあるいは一部が溶解して存在するが、蒸気圧を有さないので、濾過や蒸留精製によって容易に除去できる。このため、目的産物であるN−アルキルボラジンを、濾過や蒸留精製という簡便な方法を経ることによって、所望のN−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリが存在することは実質的にありえない。ゆえに、本発明の方法により製造されるN−アルキルボラジンは、ハライドイオンの含有量を有意に低減でき、ハライドイオン(特に、アルキルアミン塩由来のハライドイオン)をほとんどまたは全く含まず、N−アルキルボラジン純度の有意な向上が達成できる。また、このようにして製造されるN−アルキルボラジンは、ハライドイオンを含まないことを強く要求される電子材料分野、特に半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層に有用である。 On the other hand, in the method of the present invention, an alkali borohydride is further added (added) to a liquid containing N-alkylborazine after the reaction of an alkali borohydride with an initial charge amount and an alkylamine salt; Alternatively, when the halide ion (X ) content in the liquid containing N-alkylborazine after the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt is 20 mass ppm or more, the N-alkylborazine An alkali borohydride is added to (added to) the liquid containing alkoxide, and after either of them, the alkali borohydride and the alkylamine salt are further reacted. Thus, by adding (adding) an alkali borohydride separately, the alkylamine salt can react with the alkali borohydride almost completely (total amount). For this reason, almost no alkylamine salt remains after completion of the reaction (the alkylamine salt added at the beginning of the reaction can be almost completely consumed). On the other hand, in the present invention, alkali borohydride may remain after completion of the reaction. Even in such a case, alkali borohydride is present as a solid in the reaction solution or a part thereof is dissolved. However, since it does not have a vapor pressure, it can be easily removed by filtration or distillation purification. For this reason, it is substantially impossible that the alkali borohydride exists in the liquid containing the desired N-alkylborazine by passing the N-alkylborazine as the target product through a simple method such as filtration or distillation purification. . Therefore, the N-alkylborazine produced by the method of the present invention can significantly reduce the content of halide ions, contains little or no halide ions (particularly halide ions derived from alkylamine salts), and N-alkyl borazines. A significant improvement in borazine purity can be achieved. Further, the N-alkylborazine produced in this way is useful in the field of electronic materials that are strongly required not to contain halide ions, particularly in semiconductor interlayer insulating films, barrier metal layers, and etch stopper layers.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の第一の態様に係る第1反応工程では、初期仕込み量の水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させることを必須の要件とする。この際、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量(初期添加量)は、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応が進行して、十分量のN−アルキルボラジンが生成する量であれば特に制限されない。好ましくは、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量は、アルキルアミン塩の使用量を1モルに対して、1.0〜2.0モル、より好ましくは1.0〜1.5モルである。この際、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量が1.0モル未満であると、水素化ホウ素アルカリの量がアルキルアミン塩の仕込み(添加)量に比して少なすぎ、第1反応工程で十分な反応が進行せず、製造されるN−アルキルボラジンの十分な収率が達成できず、また、第1反応工程後に過度のアルキルアミン塩が残存してしまうおそれがある。逆に、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量が2.0モルを超えても、添加に見合う効果(アルキルアミン塩の残存量の低減効果やN−アルキルボラジンの収率の向上効果)が得られず、逆に過度の水素化ホウ素アルカリが残り、水素化ホウ素アルカリを回収する工程や廃棄処理を必要とする場合があり、経済的に好ましくない可能性がある。   In the first reaction step according to the first aspect of the present invention, it is an essential requirement to react an initial charge amount of alkali borohydride with an alkylamine salt. At this time, the initial charge amount (initial addition amount) of the alkali borohydride is particularly limited as long as the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt proceeds to produce a sufficient amount of N-alkylborazine. Not. Preferably, the initial charge of the alkali borohydride is 1.0 to 2.0 mol, more preferably 1.0 to 1.5 mol, per 1 mol of the alkylamine salt used. At this time, when the initial amount of alkali borohydride is less than 1.0 mol, the amount of alkali borohydride is too small compared to the amount of alkylamine salt (addition), and the first reaction step is sufficient. Reaction does not proceed, a sufficient yield of the produced N-alkylborazine cannot be achieved, and an excessive alkylamine salt may remain after the first reaction step. On the contrary, even if the initial charge amount of alkali borohydride exceeds 2.0 mol, an effect commensurate with the addition (an effect of reducing the residual amount of alkylamine salt and an effect of improving the yield of N-alkylborazine) can be obtained. On the other hand, excessive alkali borohydride may remain and may require a step of recovering the alkali borohydride or a disposal process, which may be economically undesirable.

また、本発明の第二の態様に係る第1反応工程では、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを反応させることを必須の要件とする。この際の、水素化ホウ素アルカリの添加量は、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応が進行して、十分量のN−アルキルボラジンが生成する量であれば特に制限されず、例えば、上記本発明の第一の態様における水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量と同様の量が使用されうる。好ましくは、水素化ホウ素アルカリの添加量は、アルキルアミン塩の使用量を1モルに対して、1.0〜2.0モル、より好ましくは1.0〜1.5モルである。この際、水素化ホウ素アルカリの添加量が1.0モル未満であると、水素化ホウ素アルカリの量がアルキルアミン塩の仕込み(添加)量に比して少なすぎ、第1反応工程で十分な反応が進行せず、製造されるN−アルキルボラジンの十分な収率が達成できず、また、第1反応工程後に過度のアルキルアミン塩が残存してしまうおそれがある。逆に、水素化ホウ素アルカリの添加量が2.0モルを超えても、添加に見合う効果(アルキルアミン塩の残存量の低減効果やN−アルキルボラジンの収率の向上効果)が得られず、逆に過度の水素化ホウ素アルカリが残り、水素化ホウ素アルカリを回収する工程や廃棄処理を必要とする場合があり、経済的に好ましくない可能性がある。   In the first reaction step according to the second aspect of the present invention, it is an essential requirement to react an alkali borohydride and an alkylamine salt. At this time, the amount of alkali borohydride added is not particularly limited as long as the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt proceeds to produce a sufficient amount of N-alkylborazine. An amount similar to the initial charge amount of alkali borohydride in the first aspect of the present invention may be used. Preferably, the addition amount of the alkali borohydride is 1.0 to 2.0 mol, more preferably 1.0 to 1.5 mol, with respect to 1 mol of the alkylamine salt. At this time, if the amount of alkali borohydride added is less than 1.0 mol, the amount of alkali borohydride is too small compared to the amount of alkylamine salt charged (added), and the first reaction step is sufficient. The reaction does not proceed, a sufficient yield of the produced N-alkylborazine cannot be achieved, and an excessive alkylamine salt may remain after the first reaction step. On the contrary, even if the addition amount of alkali borohydride exceeds 2.0 mol, an effect commensurate with the addition (reduction effect of residual amount of alkylamine salt and improvement effect of yield of N-alkylborazine) cannot be obtained On the other hand, excessive alkali borohydride may remain and may require a step of recovering the alkali borohydride or a disposal process, which may be economically undesirable.

本発明において、水素化ホウ素アルカリを表わす式:ABHにおいて、Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である。すなわち、水素化ホウ素アルカリの例としては、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)、水素化ホウ素リチウムおよび水素化ホウ素カリウムが挙げられる。この際、水素化ホウ素アルカリは、1種を単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。 In the present invention, in the formula ABH 4 representing an alkali borohydride, A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom. That is, examples of the alkali borohydride include sodium borohydride (NaBH 4 ), lithium borohydride, and potassium borohydride. Under the present circumstances, alkali borohydride may be used individually by 1 type, or may be used with the form of a 2 or more types of mixture.

水素化ホウ素アルカリは、固体で使用されてもまたは溶媒に溶解もしくは懸濁して溶液もしくはスラリーの形態で使用されてもよい。この際使用されうる溶媒としては、特に制限されないが、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)等が挙げられる。ここで、上記溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合液の形態で使用されてもいずれでもよいが、好ましくは単独で使用される。   The alkali borohydride may be used as a solid or may be used in the form of a solution or a slurry dissolved or suspended in a solvent. The solvent that can be used in this case is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). . Here, the solvent may be used alone or in the form of a mixture of two or more kinds, but is preferably used alone.

また、アルキルアミン塩を表わす式:RNHXにおいて、Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である。この際、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。また、アルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、または環状であってもよい。アルキル基の有する炭素数は、特に限定されないが、好ましくは1〜8個、より好ましくは1〜4個、さらにより好ましくは1〜2個、最も好ましくは1個である。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、及び2−エチルヘキシル基等の、直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の環状のアルキル基などが挙げられる。これら以外のアルキル基が用いられてもよい。すなわち、アルキルアミン塩の例としては、モノメチルアミン塩酸塩(CHNHCl)、モノエチルアミン塩酸塩(CHCHNHCl)、モノメチルアミン臭化水素酸塩(CHNHBr)、またはモノエチルアミンフッ化水素酸塩(CHCHNHF)などが挙げられる。この際、アルキルアミン塩は、1種を単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。 In the formula: RNH 3 X representing an alkylamine salt, R is an alkyl group, and X is a halogen atom. In this case, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic. Although carbon number which an alkyl group has is not specifically limited, Preferably it is 1-8, More preferably, it is 1-4, More preferably, it is 1-2, Most preferably, it is one. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group. Linear or branched alkyl groups such as octyl group, nonyl group, decyl group, and 2-ethylhexyl group; cyclic alkyl groups such as cyclopropyl group, cyclopentyl group, and cyclohexyl group. Alkyl groups other than these may be used. That is, examples of alkylamine salts include monomethylamine hydrochloride (CH 3 NH 3 Cl), monoethylamine hydrochloride (CH 3 CH 2 NH 3 Cl), and monomethylamine hydrobromide (CH 3 NH 3 Br). Or monoethylamine hydrofluoride (CH 3 CH 2 NH 3 F). In this case, the alkylamine salt may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

アルキルアミン塩は、固体で使用されてもまたは溶媒に溶解もしくは懸濁して溶液もしくはスラリーの形態で使用されてもよい。この際使用されうる溶媒としては、特に制限されないが、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)等が挙げられる。ここで、上記溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合液の形態で使用されてもいずれでもよいが、好ましくは単独で使用される。なお、水素化ホウ素アルカリ及びアルキルアミン塩双方が溶液またはスラリーの形態で使用される場合には、水素化ホウ素アルカリ及びアルキルアミン塩の溶液またはスラリーの調製に、同一の溶媒が使用されてもあるいは異なる溶媒が使用されてもよいが、好ましくは反応後の溶媒の分離・精製の容易性などを考慮すると、同一の溶媒が使用される。   The alkylamine salt may be used as a solid or may be used in the form of a solution or a slurry dissolved or suspended in a solvent. The solvent that can be used in this case is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). . Here, the solvent may be used alone or in the form of a mixture of two or more kinds, but is preferably used alone. When both alkali borohydride and alkylamine salt are used in the form of a solution or slurry, the same solvent may be used for preparing the alkali borohydride and alkylamine salt solution or slurry. Different solvents may be used, but preferably the same solvent is used in consideration of easiness of separation and purification of the solvent after the reaction.

第1反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応形式は、特に制限されず、例えば、(ア)水素化ホウ素アルカリ(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)及びアルキルアミン塩(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)を同時に反応容器に添加して両者を反応させる;(イ)水素化ホウ素アルカリ(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)を反応容器に添加した後、アルキルアミン塩(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)を、上記水素化ホウ素アルカリを含む反応容器に供給し、両者を反応させる;(ウ)アルキルアミン塩(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)を反応容器に添加した後、水素化ホウ素アルカリ(固体、溶液もしくはスラリーの形態を含む)を、上記アルキルアミン塩を含む反応容器に供給し、両者を反応させる、などの方法が挙げられる。   In the first reaction step, the reaction mode of the alkali borohydride and the alkylamine salt is not particularly limited. For example, (a) an alkali borohydride (including solid, solution or slurry) and an alkylamine salt ( (In the form of solid, solution or slurry) are simultaneously added to the reaction vessel to react both; (i) Alkyl borohydride (including the form of solid, solution or slurry) is added to the reaction vessel and then alkylated Amine salt (including solid, solution or slurry form) is supplied to the reaction vessel containing alkali borohydride and reacted with each other; (c) alkylamine salt (including solid, solution or slurry form) Is added to the reaction vessel, and then alkali borohydride (including solid, solution or slurry form) is added to the above alkylamine. Fed to the reaction vessel containing the reacted both, a method such as.

第1反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応条件は、特に限定されない。反応温度は、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜240℃、さらに好ましくは100〜220℃である。この際、反応温度は、K熱電対などの温度センサーを用いて測定されうる。また、反応時間も特に制限されないが、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との混合物を所定の反応温度に昇温した後、好ましくは0.5〜48時間、より好ましくは0.5〜24時間反応させる。なお、第1反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応中、適当な時点で当該反応液をサンプリングして、反応液中のハライドイオンを測定してもよい。なお、本明細書において、N−アルキルボラジン中に混入しているハライドイオンの含有量は、イオンクロマトグラフィーによって測定した値を、N−アルキルボラジンの生成量はガスクロマトグラフィーによって測定した値を、それぞれ、採用するものとする。より具体的には、ハライドイオンの含有量及びN−アルキルボラジンの生成量は、実施例に記載される方法によって測定される。   In the first reaction step, the reaction conditions between the alkali borohydride and the alkylamine salt are not particularly limited. Reaction temperature becomes like this. Preferably it is 20-250 degreeC, More preferably, it is 50-240 degreeC, More preferably, it is 100-220 degreeC. At this time, the reaction temperature can be measured using a temperature sensor such as a K thermocouple. Although the reaction time is not particularly limited, it is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 0.5 to 24 hours after raising the temperature of the mixture of alkali borohydride and alkylamine salt to a predetermined reaction temperature. React. In the first reaction step, during the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt, the reaction solution may be sampled at an appropriate time to measure the halide ions in the reaction solution. In this specification, the content of halide ions mixed in N-alkylborazine is a value measured by ion chromatography, and the amount of N-alkylborazine produced is a value measured by gas chromatography. Each shall be adopted. More specifically, the content of halide ions and the amount of N-alkylborazine produced are measured by the methods described in the examples.

上記第1反応工程によって、下記式で表わされるN−アルキルボラジンが製造される。   By the said 1st reaction process, the N-alkyl borazine represented by a following formula is manufactured.

Figure 0005215600
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上記式中、Rは、アルキルアミン塩を表わす式:RNHX中の置換基「R」と同様の定義であるため、ここでは説明を省略する。なお、上記式中、複数個存在するRは、同じであってもあるいは異なるものであってもよく、すなわち、アルキルアミン塩を単独で使用する場合には、上記式中のRはすべて同じとなり、また、アルキルアミン塩を2種以上の混合物の形態で使用する場合には、上記式中のRは適宜異なるものとなる。 In the above formula, R has the same definition as the substituent “R” in the formula: RNH 3 X representing an alkylamine salt, and thus the description thereof is omitted here. In the above formula, a plurality of R may be the same or different, that is, when an alkylamine salt is used alone, all R in the above formula are the same. In addition, when the alkylamine salt is used in the form of a mixture of two or more, R in the above formula is appropriately different.

より具体的には、N−アルキルボラジンの例としては、N,N’,N”−トリメチルボラジン、N,N’,N”−トリエチルボラジン、N,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(イソプロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(n−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(sec−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(イソブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(t−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1−メチルブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(2−メチルブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(ネオペンチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1,2−ジメチルプロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1−エチルプロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(n−ヘキシル)ボラジン、N,N’,N”−トリシクロヘキシルボラジン、N,N’−ジメチル−N”−エチルボラジン、N,N’−ジエチル−N”−メチルボラジン、またはN,N’−ジメチル−N”−プロピルボラジンなどが挙げられる。   More specifically, examples of N-alkylborazine include N, N ′, N ″ -trimethylborazine, N, N ′, N ″ -triethylborazine, N, N ′, N ″ -tri (n-propyl). ) Borazine, N, N ′, N ″ -tri (isopropyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (n-butyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (sec-butyl) borazine, N , N ′, N ″ -tri (isobutyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (t-butyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (1-methylbutyl) borazine, N, N ′, N "-tri (2-methylbutyl) borazine, N, N ', N" -tri (neopentyl) borazine, N, N', N "-tri (1,2-dimethylpropyl) borazine, N, N ', N "-Tri (1-ethylpropyl) borazine, N, N ', N"- Li (n-hexyl) borazine, N, N ′, N ″ -tricyclohexylborazine, N, N′-dimethyl-N ″ -ethylborazine, N, N′-diethyl-N ″ -methylborazine, or N, N Examples include '-dimethyl-N "-propylborazine.

使用する水素化ホウ素アルカリおよびアルキルアミン塩は、所望のN−アルキルボラジンの構造に応じて選択すればよい。例えば、ボラジン環を構成する窒素原子にメチル基が結合しているN,N’,N”−トリメチルボラジンを製造する場合には、アルキルアミン塩として、モノメチルアミン塩酸塩などの、Rがメチル基であるアルキルアミン塩を用いればよい。   What is necessary is just to select the alkali borohydride and alkylamine salt to be used according to the structure of the desired N-alkyl borazine. For example, when producing N, N ′, N ″ -trimethylborazine in which a methyl group is bonded to a nitrogen atom constituting a borazine ring, an alkylamine salt such as monomethylamine hydrochloride, where R is a methyl group The alkylamine salt which is may be used.

なお、上記第1反応工程では、水素化ホウ素アルカリ、アルキルアミン塩、および副生する塩はいずれも有機溶媒に対する溶解度が小さいため、合成によって得られたN−アルキルボラジンを含む反応後の液は、スラリー状である。このスラリー状の反応後の液に含まれるハロゲン成分の大部分はアルキルアミン塩または副生する塩の形態であり、そのうちの大部分は有機溶媒に溶解しない固体部分として、一部は有機溶媒に溶解して存在する。   In the first reaction step, alkali borohydride, alkylamine salt, and by-product salt all have low solubility in an organic solvent, and therefore the reaction solution containing N-alkylborazine obtained by synthesis is It is in the form of a slurry. Most of the halogen component contained in the slurry-like reaction liquid is in the form of an alkylamine salt or by-product salt, most of which is in the form of a solid part that does not dissolve in the organic solvent, and part of the halogen component in the organic solvent. Dissolved and present.

次に、本発明の第一および第二に係る第2反応工程では、N−アルキルボラジンを含む液に、水素化ホウ素アルカリをさらに添加(水素化ホウ素アルカリを追加)して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる。本明細書において、第2反応工程において水素化ホウ素アルカリを追加する「N−アルキルボラジンを含む液」は、当該第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液を意味する。より詳細には、当該「N−アルキルボラジンを含む液」は、第1反応工程後に連続的に第2反応工程を行なう場合には、第1反応工程後の液をいい;また、以下に詳述するが、第1反応工程と第2反応工程との間に、第3の工程をさらに設ける場合には、第3の工程後の液をいう。本明細書中では、単に「N−アルキルボラジンを含む液」とも称する。   Next, in the second reaction step according to the first and second aspects of the present invention, an alkali borohydride is further added to the liquid containing N-alkylborazine (an alkali borohydride is added) to obtain an alkali borohydride. And an alkylamine salt are further reacted. In the present specification, the “liquid containing N-alkylborazine” in which alkali borohydride is added in the second reaction step means a liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step. More specifically, the “liquid containing N-alkylborazine” refers to a liquid after the first reaction step when the second reaction step is continuously performed after the first reaction step; As described above, when a third step is further provided between the first reaction step and the second reaction step, the liquid after the third step is referred to. In the present specification, it is also simply referred to as “liquid containing N-alkylborazine”.

本発明の第一に係る第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリをさらに添加する量(水素化ホウ素アルカリの追加量)は、上記N−アルキルボラジンを含む液中に残存したアルキルアミン塩を完全に消費できる量であれば特に制限されない。具体的には、水素化ホウ素アルカリの追加量(質量換算)は、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量に対して、0.00001〜1倍質量、より好ましくは0.0001〜1倍質量、さらにより好ましくは0.001〜0.5倍質量である。この際、水素化ホウ素アルカリの追加量が0.00001倍質量未満であると、N−アルキルボラジンを含む液中に残存したアルキルアミン塩を完全に消費できないおそれがある。逆に、1倍質量を超えても、添加に見合う効果(アルキルアミン塩の残存量の低減効果やN−アルキルボラジンの収率の向上効果)が得られず、逆に過度の水素化ホウ素アルカリが残り、水素化ホウ素アルカリを回収する工程や廃棄処理を必要とする場合があり、経済的に好ましくない可能性がある。なお、水素化ホウ素アルカリは、N−アルキルボラジンを含む液中に1回あるいは複数回に分けて添加してもよい。   In the second reaction step according to the first aspect of the present invention, the amount of additional alkali borohydride (additional amount of alkali borohydride) is the same as that of the remaining alkylamine salt in the liquid containing N-alkylborazine. The amount is not particularly limited as long as it can be consumed. Specifically, the additional amount (in terms of mass) of the alkali borohydride is 0.00001 to 1 times, more preferably 0.0001 to 1 times the mass of the initial amount of alkali borohydride charged, More preferably, it is 0.001-0.5 times mass. At this time, if the additional amount of alkali borohydride is less than 0.00001 times mass, the alkylamine salt remaining in the liquid containing N-alkylborazine may not be completely consumed. On the contrary, even if it exceeds 1 mass, the effect commensurate with the addition (the effect of reducing the remaining amount of alkylamine salt and the effect of improving the yield of N-alkylborazine) cannot be obtained, and conversely, excessive alkali borohydride May remain and may require a step of recovering alkali borohydride or a disposal process, which may be economically undesirable. In addition, you may add an alkali borohydride to the liquid containing N-alkyl borazine once or in several steps.

また、本発明の第二の態様に係る第2反応工程では、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合に、前記N−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリを添加(水素化ホウ素アルカリを追加)して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる。このような場合には、第2反応工程における水素化ホウ素アルカリの追加によるハライドイオン(特に、アルキルアミン塩由来のハライドイオン)の含有量の低減が有意に達成され、得られたN−アルキルボラジンは、ハライドイオンを含まないことを強く要求される分野、特に半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層などの電子材料分野に十分好適に適用できる。好ましくは、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)の含有量が100質量ppm以上、より好ましくは500質量ppm以上である場合に、前記N−アルキルボラジンを含む液中に水素化ホウ素アルカリを添加する。なお、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)の含有量の上限は、特に規定されないが、実質的には30,000質量ppm(3質量%)、より好ましくは10,000質量ppm(1質量%)程度である。なお、ハライドイオンの含有量は、上記と同様、特に制限されず、公知の方法によって、測定される。例えば、N−アルキルボラジン中に混入しているハライドイオンの含有量は、イオンクロマトグラフィーによって測定した値を、N−アルキルボラジンの生成量はガスクロマトグラフィーによって測定した値を、それぞれ、採用するものとする。より具体的には、本明細書では、ハライドイオンの含有量及びN−アルキルボラジンの生成量は、実施例に記載される方法によって測定される。 In the second reaction step according to the second aspect of the present invention, when the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine is 20 mass ppm or more, the N-alkylborazine is used. An alkali borohydride is added to the liquid containing (added alkali borohydride) to further react the alkali borohydride and the alkylamine salt. In such a case, the content of halide ions (particularly, halide ions derived from alkylamine salts) can be significantly reduced by adding alkali borohydride in the second reaction step, and the resulting N-alkylborazine was obtained. Can be suitably applied to fields that are strongly required not to contain halide ions, particularly to electronic material fields such as interlayer insulating films for semiconductors, barrier metal layers, and etch stopper layers. Preferably, when the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine is 100 ppm by mass or more, more preferably 500 ppm by mass or more, hydrogen is contained in the liquid containing N-alkylborazine. Add alkali borohydride. The upper limit of the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine is not particularly defined, but is substantially 30,000 mass ppm (3 mass%), more preferably 10,000. It is about mass ppm (1 mass%). In addition, the content of halide ions is not particularly limited as described above, and is measured by a known method. For example, the content of halide ions mixed in N-alkylborazine adopts a value measured by ion chromatography, and the amount of N-alkylborazine produced adopts a value measured by gas chromatography. And More specifically, in the present specification, the content of halide ions and the amount of N-alkylborazine produced are measured by the methods described in the examples.

本発明の第二に係る第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリは、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合に添加されるが、この際、水素化ホウ素アルカリをさらに添加する量(水素化ホウ素アルカリの追加量)は、上記第1反応工程で残存したアルキルアミン塩を完全に消費できる量であれば特に制限されない。具体的には、水素化ホウ素アルカリの追加量は、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)1モルに対して、好ましくは0.1〜500モル、より好ましくは0.5〜100モル、特に好ましくは1〜50モルである。この際、水素化ホウ素アルカリの追加量が0.1モル未満であると、追加した水素化ホウ素アルカリが少なすぎて第1反応工程で残存したアルキルアミン塩を十分転化/消費することができず、最終産物中のハライドイオンの含有量を十分低減できないおそれがあり、逆に500モルを超えても、添加に見合う効果(アルキルアミン塩の残存量の低減効果やN−アルキルボラジンの収率の向上効果)が得られず、逆に過度の水素化ホウ素アルカリが残り、水素化ホウ素アルカリを回収する工程や廃棄処理を必要とする場合があり、経済的に好ましくない可能性がある。なお、水素化ホウ素アルカリは、前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液に1回あるいは複数回に分けて添加してもよい。上記第2反応工程後のハライドイオンは、20質量ppm未満程度にまで低減されうる。 In the second reaction step according to the second aspect of the present invention, alkali borohydride is added when the content of halide ions (X ) in the liquid containing N-alkylborazine is 20 mass ppm or more. In this case, the amount of additional alkali borohydride (additional amount of alkali borohydride) is not particularly limited as long as the alkylamine salt remaining in the first reaction step can be completely consumed. Specifically, the additional amount of alkali borohydride is preferably 0.1 to 500 mol, more preferably 0.5 to 1 mol of halide ion (X ) in the liquid containing N-alkylborazine. -100 mol, particularly preferably 1-50 mol. At this time, if the additional amount of alkali borohydride is less than 0.1 mol, the added alkali alkali borohydride is too small to sufficiently convert / consume the alkylamine salt remaining in the first reaction step. , The content of halide ions in the final product may not be sufficiently reduced. On the other hand, even if the content exceeds 500 mol, the effect commensurate with the addition (reduction effect of residual amount of alkylamine salt and yield of N-alkylborazine) Improvement effect) cannot be obtained, and on the contrary, excessive alkali borohydride remains, which may require a step of recovering alkali borohydride or a disposal process, which may be economically undesirable. In addition, you may add an alkali borohydride to the liquid containing the N-alkyl borazine after the said 1st reaction process once or in several steps. Halide ions after the second reaction step can be reduced to less than about 20 mass ppm.

本発明の第一および第二の態様における第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリは、特に制限されず、上記第1反応工程で使用されたものと同様のものが使用できる。すなわち、水素化ホウ素アルカリの例としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウムおよび水素化ホウ素カリウムが挙げられる。この際、水素化ホウ素アルカリは、1種を単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよいが、1種を単独で使用されることが好ましい。また、第1反応工程で使用された水素化ホウ素アルカリと、第2反応工程で使用された水素化ホウ素アルカリとは、同じものであってもあるいは異なるものであってもよいが、取り扱い上や回収の容易さを考慮すると、同じものであることが好ましい。   In the second reaction step in the first and second aspects of the present invention, the alkali borohydride is not particularly limited, and those similar to those used in the first reaction step can be used. That is, examples of the alkali borohydride include sodium borohydride, lithium borohydride, and potassium borohydride. In this case, the alkali borohydride may be used alone or in the form of a mixture of two or more, but it is preferable to use one alone. In addition, the alkali borohydride used in the first reaction step and the alkali borohydride used in the second reaction step may be the same or different. Considering the ease of recovery, the same is preferable.

また、本発明の第一および第二の態様における第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリは、固体で使用されてもまたは溶媒に溶解もしくは懸濁して溶液もしくはスラリーの形態で使用されてもよい。この際使用されうる溶媒としては、特に制限されず、上記第1反応工程で使用されたものと同様のものが使用できる。第1反応工程で使用された溶媒と、第2反応工程で使用された溶媒とは、同じものであってもあるいは異なるものであってもよいが、同じものであることが好ましい。ここで、水素化ホウ素アルカリは、N−アルキルボラジンを含む液に1回あるいは複数回に分けて添加してもよい。また、水素化ホウ素アルカリは、連続的にあるいは間欠的に、のいずれの形態で添加されてもよい。   Further, in the second reaction step in the first and second embodiments of the present invention, the alkali borohydride may be used as a solid, or may be used in the form of a solution or a slurry dissolved or suspended in a solvent. . The solvent that can be used in this case is not particularly limited, and the same solvents as those used in the first reaction step can be used. The solvent used in the first reaction step and the solvent used in the second reaction step may be the same or different, but are preferably the same. Here, the alkali borohydride may be added to the liquid containing N-alkylborazine once or in a plurality of times. Further, the alkali borohydride may be added in any form continuously or intermittently.

本発明の第一および第二の態様における第2反応工程では、新たに添加された水素化ホウ素アルカリと、N−アルキルボラジンを含む液中に残存しているアルキルアミン塩とが反応するが、この際の反応条件は、両者が効率よく反応する条件であれば特に制限されない。具体的には、反応は、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜200℃の温度で、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは0.5〜12時間、行なわれる。この際、反応温度は、K熱電対などの温度センサーを用いて測定されうる。なお、第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応中、適当な時点で当該反応液をサンプリングして、反応液中のハライドイオンを測定してもよい。   In the second reaction step in the first and second aspects of the present invention, the newly added alkali borohydride reacts with the alkylamine salt remaining in the liquid containing N-alkylborazine, The reaction conditions at this time are not particularly limited as long as they can be reacted efficiently. Specifically, the reaction is preferably carried out at a temperature of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 200 ° C., preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours. At this time, the reaction temperature can be measured using a temperature sensor such as a K thermocouple. In the second reaction step, during the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt, the reaction solution may be sampled at an appropriate time to measure the halide ions in the reaction solution.

本発明の第一及び第二の態様において、第1反応工程と第2反応工程とは、連続的に行なわれる(即ち、第1反応工程の後に第2反応工程を行なう)ことも可能であるが、第1反応工程と第2反応工程との間に(第1反応工程の後であってかつ第2反応工程の前に)、別の工程(第3の工程)を設けてもよい。   In the first and second embodiments of the present invention, the first reaction step and the second reaction step can be performed continuously (that is, the second reaction step is performed after the first reaction step). However, another step (third step) may be provided between the first reaction step and the second reaction step (after the first reaction step and before the second reaction step).

第1反応工程と第2反応工程との間に(第1反応工程の後であってかつ第2反応工程の前に)第3の工程を設ける場合の、第3の工程は、特に制限されない。具体的には、取り扱い工程(例えば、粗精製工程)などであり、より具体的には、濾過工程、冷却工程、移送工程、吸着工程、および蒸留工程などが挙げられる。このような第3の工程によって、水素化ホウ素アルカリ、アルキルアミン塩や副生するアルカリ塩などが除去できる。この際、上記第3の工程は、単独を、1回若しくは複数回実施してもあるいは、2種以上の方法を組合わせて行なってもよい。以下、上記第3の工程について詳述する。   The third step is not particularly limited when the third step is provided between the first reaction step and the second reaction step (after the first reaction step and before the second reaction step). . Specifically, it is a handling process (for example, rough purification process), and more specifically, a filtration process, a cooling process, a transfer process, an adsorption process, a distillation process, and the like. By such a third step, alkali borohydride, alkylamine salt, by-product alkali salt, and the like can be removed. In this case, the third step may be performed alone or a plurality of times, or may be performed by combining two or more methods. Hereinafter, the third step will be described in detail.

取り扱い工程(例えば、粗精製工程)が濾過工程である場合には、例えば、第1反応工程で得られた反応液中に固体として存在する、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化ホウ素アルカリ、副生成物であるアルカリ塩(上記反応式中の「AX」)、アルキルアミン塩が除去できる。具体的な濾過工程は、特に制限されず、公知の濾過工程が同様にして使用できる。

濾過工程における、具体的な濾過の条件は、特に限定されない。環境や規模に応じて、常圧濾過、加圧濾過、減圧濾過などの手段を選択すればよい。濾過材の種類も、特に限定されず、環境や規模に応じて、濾紙、濾過板、カートリッジフィルターなどを用いればよい。また、濾紙の材質についても、特に限定されないが、合成するボラジン化合物の反応性を考慮すると、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製やグラスファイバー製の濾紙等を用いることが好ましい。濾過材の孔径は、析出物の量や大きさに応じて決定すればよい。段階的に濾過材の孔径を小さくしていってもよい。濾過によってN−アルキルボラジンの大部分が溶解した液体成分と、ハライドイオンが多く含まれる固体成分とを分離することができるため、N−アルキルボラジンの質量に対するハライドイオンの含有量を大幅に低減させることができる。 取り扱い工程(例えば、粗精製工程)が冷却工程である場合には、第1反応工程で得られた反応液を0〜200℃、より好ましくは0〜100℃くらいまで冷却することが好ましい。このような温度であれば、アルキルアミン塩や副生成物であるアルカリ塩(上記反応式中の「AX」)などがより析出するため濾過などにより容易に除去でき、ハライドイオンを低減させることができる。
When the handling process (for example, the crude purification process) is a filtration process, for example, an alkali borohydride such as sodium borohydride present as a solid in the reaction solution obtained in the first reaction process, a by-product Alkali salts (“AX” in the above reaction formula) and alkylamine salts can be removed. The specific filtration process is not particularly limited, and a known filtration process can be used in the same manner.

The specific filtration conditions in the filtration step are not particularly limited. Means such as atmospheric pressure filtration, pressure filtration, and vacuum filtration may be selected according to the environment and scale. The type of the filter medium is not particularly limited, and a filter paper, a filter plate, a cartridge filter, or the like may be used depending on the environment or scale. Also, the material of the filter paper is not particularly limited. However, considering the reactivity of the borazine compound to be synthesized, it is preferable to use a filter paper made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or glass fiber. What is necessary is just to determine the hole diameter of a filter medium according to the quantity and magnitude | size of a precipitate. The pore diameter of the filter medium may be reduced stepwise. Since the liquid component in which most of the N-alkylborazine is dissolved by filtration and the solid component containing a large amount of halide ions can be separated, the content of halide ions with respect to the mass of N-alkylborazine is greatly reduced. be able to. When a handling process (for example, rough refinement process) is a cooling process, it is preferable to cool the reaction liquid obtained at the 1st reaction process to 0-200 degreeC, More preferably, it is about 0-100 degreeC. At such a temperature, an alkylamine salt or an alkali salt (“AX” in the above reaction formula) which is a by-product precipitates more and can be easily removed by filtration or the like, thereby reducing halide ions. it can.

取り扱い工程(例えば、粗精製工程)が移送工程である場合には、第1反応工程で得られた反応液を別の容器に移送することなどが挙げられる。このような移送工程は、例えば、アルキルアミン塩が反応中に反応器の天板や装置配管等に付着している場合には、このような付着物を除去することができる。   When a handling process (for example, rough refinement | purification process) is a transfer process, transferring the reaction liquid obtained at the 1st reaction process to another container etc. are mentioned. Such a transfer step can remove such deposits when, for example, the alkylamine salt adheres to the top plate of the reactor or the apparatus piping during the reaction.

取り扱い工程(例えば、粗精製工程)が吸着工程である際の、吸着の条件は、特に限定されない。ハライドイオンを吸着処理によって除去するには、例えば、イオン交換樹脂などの吸着剤によってハライドイオンを吸着する。吸着剤による処理は、バッチ式でも連続式でもよく、さらには流動床、固定床のいずれの組み合わせでも使用できる。特に、吸着剤を連続式固定床として使用すれば、メンテナンス性に優れるため有利である。このような吸着剤として市販品を使用することもできる。吸着時間や吸着剤の使用量は、含まれるハライドイオンの含有量に応じて適宜選択すればよい。   The conditions for adsorption when the handling process (for example, the crude purification process) is an adsorption process are not particularly limited. In order to remove halide ions by adsorption treatment, for example, halide ions are adsorbed by an adsorbent such as an ion exchange resin. The treatment with the adsorbent may be a batch type or a continuous type, and can be used in any combination of fluidized bed and fixed bed. In particular, if the adsorbent is used as a continuous fixed bed, it is advantageous because it is excellent in maintainability. A commercial item can also be used as such an adsorbent. What is necessary is just to select suitably adsorption time and the usage-amount of adsorption agent according to content of the halide ion contained.

取り扱い工程(例えば、粗精製工程)が蒸発もしくは蒸留工程(「粗蒸留工程」とも称する)である場合には、このような粗蒸留工程により、反応液を濃縮し、また、反応で副生した塩、未反応のアルキルアミン塩の大部分が含まれるハライドイオンの多い固体部分を除去できる。また、水素化ホウ素アルカリをも除去できる。したがって、第1反応工程で得られた反応液を粗蒸留することによって、固体部分は留分中にはほとんど含まれないため、前記反応後の液に含まれるハライドイオンを大幅に低減させることができる。さらに、液体中に溶解しているハライドイオン含有成分のうち、N−アルキルボラジンより蒸気圧の小さい化合物の含有量をも低減することができる。   When the handling process (for example, the crude purification process) is an evaporation or distillation process (also referred to as a “crude distillation process”), the reaction liquid is concentrated by such a crude distillation process, and by-produced in the reaction. It is possible to remove a solid portion containing a large amount of halide ions, including most of the salt and unreacted alkylamine salt. Moreover, alkali borohydride can also be removed. Therefore, by roughly distilling the reaction solution obtained in the first reaction step, since the solid portion is hardly contained in the fraction, it is possible to greatly reduce halide ions contained in the solution after the reaction. it can. Furthermore, among the halide ion-containing components dissolved in the liquid, the content of a compound having a vapor pressure lower than that of N-alkylborazine can be reduced.

粗蒸留による濃縮/粗精製のための装置や粗蒸留条件については特に限定されない。目的とするN−アルキルボラジンに応じて、常圧蒸留や減圧蒸留などの手法を選択すればよい。例えば、操作圧力は、混合物の組成、加熱源、冷却源の温度等によって適宜決定されるものであり、特に制限されるものではないが、副反応の抑制という観点から、減圧下で行うことが好ましい。具体的には、第1反応工程で得られた反応液を、0.1〜60kPa、より好ましくは1〜30kPaの圧力下で、塔底温度が、50〜250℃、より好ましくは80〜200℃となるような条件で、加熱することが好ましい。   There are no particular restrictions on the apparatus for concentration / rough purification by rough distillation or the conditions for rough distillation. A technique such as atmospheric distillation or vacuum distillation may be selected according to the target N-alkylborazine. For example, the operating pressure is appropriately determined depending on the composition of the mixture, the temperature of the heating source, the cooling source, etc., and is not particularly limited, but may be performed under reduced pressure from the viewpoint of suppressing side reactions. preferable. Specifically, the reaction solution obtained in the first reaction step is 0.1 to 60 kPa, more preferably 1 to 30 kPa, and the bottom temperature is 50 to 250 ° C., more preferably 80 to 200. Heating is preferably performed under conditions such that the temperature is 0.degree.

また、このような粗蒸留工程を実施することにより、N−アルキルボラジンを濃縮した留分(反応中間液)を取得することができる。蒸留による濃縮の工程では、上記第1反応工程で得られた反応液に含まれるN−アルキルボラジンのうち、少なくとも50質量%以上を留分中に回収することが好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上を回収する。また、得られた反応中間液中のN−アルキルボラジンの濃度は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上である。これにより反応中間液の蒸留精製時の塔底温度を低く維持できるため、N−アルキルボラジンの品質の安定化に寄与し、用役費の削減の効果がある。   Moreover, the fraction (reaction intermediate liquid) which concentrated N-alkyl borazine is acquirable by implementing such a rough | crude distillation process. In the concentration step by distillation, it is preferable that at least 50% by mass or more of N-alkylborazine contained in the reaction solution obtained in the first reaction step is recovered in the fraction, more preferably 70% by mass. More preferably, 90% by mass or more is recovered. Further, the concentration of N-alkylborazine in the obtained reaction intermediate solution is preferably 30% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 80% by mass or more. Thereby, since the column bottom temperature at the time of distillation purification of the reaction intermediate solution can be kept low, it contributes to the stabilization of the quality of N-alkylborazine and has the effect of reducing the utility cost.

上記第3の工程のうち、ハライドイオン含有量の低減効果、水素化ホウ素アルカリの除去効果、操作の容易性などを考慮すると、粗蒸留工程、濾過工程がより好ましく、粗蒸留工程が特に好ましく使用される。   Among the third steps, when considering the effect of reducing the halide ion content, the effect of removing alkali borohydride, the ease of operation, etc., the crude distillation step and the filtration step are more preferred, and the crude distillation step is particularly preferably used. Is done.

また、本発明では、上記第2反応工程後に、第2反応工程で得られた反応液中の目的とするN−アルキルボラジンを精製する工程がさらに設けられていてもよい。このような精製工程により、N−アルキルボラジンの純度を有意に向上する(例えば、ハライドイオンの含有量を低減させることにより)ことができる。このような精製工程としては、特に制限されず、公知の精製方法が同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。具体的には、濾過、吸着、蒸発もしくは蒸留による濃縮、または蒸留などの方法が好ましく使用できる。この際、上記精製工程は、単独で適用しても、あるいは上記工程の1種を複数回繰り返して適用しても、あるいはこれらの工程を適宜組み合わせて行なうなど、上記工程の2以上を単独でもしくは複数回組合わせて適用してもいずれでもよい。例えば、はじめに第2反応工程で得られた反応液を濾過してN−アルキルボラジンの濃度の高い液体成分と、ハライドイオンの濃度の高い固体成分とに分離し、その後前記液体成分を蒸留によって濃縮する方法などが好ましく挙げられる。   Moreover, in this invention, the process of refine | purifying the target N-alkyl borazine in the reaction liquid obtained at the 2nd reaction process may be further provided after the said 2nd reaction process. By such a purification step, the purity of N-alkylborazine can be significantly improved (for example, by reducing the content of halide ions). Such a purification step is not particularly limited, and known purification methods can be applied in the same manner or appropriately modified. Specifically, methods such as filtration, adsorption, concentration by evaporation or distillation, or distillation can be preferably used. In this case, two or more of the above steps may be carried out independently by applying the above purification step alone, or by repeatedly applying one type of the above step a plurality of times, or by appropriately combining these steps. Or it may be applied by combining multiple times. For example, the reaction solution obtained in the second reaction step is first filtered to separate a liquid component having a high N-alkylborazine concentration and a solid component having a high halide ion concentration, and then concentrating the liquid component by distillation. The method of performing is preferable.

精製工程が濾過による場合の、濾過の条件は、特に限定されない。環境や規模に応じて、常圧濾過、加圧濾過、減圧濾過などの手段を選択すればよい。濾過材の種類も、特に限定されず、環境や規模に応じて、濾紙、濾過板、カートリッジフィルターなどを用いればよい。また、濾紙の材質についても、特に限定されないが、合成するボラジン化合物の反応性を考慮すると、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製やグラスファイバー製の濾紙等を用いることが好ましい。濾過材の孔径は、析出物の量や大きさに応じて決定すればよい。段階的に濾過材の孔径を小さくしていってもよい。濾過によってN−アルキルボラジンの大部分が溶解した液体成分と、ハライドイオンが多く含まれる固体成分とを分離することができるため、N−アルキルボラジンの質量に対するハライドイオンの含有量を大幅に低減させることができる。   The filtration conditions when the purification step is filtration are not particularly limited. Means such as atmospheric pressure filtration, pressure filtration, and vacuum filtration may be selected according to the environment and scale. The type of the filter medium is not particularly limited, and a filter paper, a filter plate, a cartridge filter, or the like may be used depending on the environment or scale. Also, the material of the filter paper is not particularly limited. However, considering the reactivity of the borazine compound to be synthesized, it is preferable to use a filter paper made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or glass fiber. What is necessary is just to determine the hole diameter of a filter medium according to the quantity and magnitude | size of a precipitate. The pore diameter of the filter medium may be reduced stepwise. Since the liquid component in which most of the N-alkylborazine is dissolved by filtration and the solid component containing a large amount of halide ions can be separated, the content of halide ions with respect to the mass of N-alkylborazine is greatly reduced. be able to.

また、精製工程が吸着による場合の、吸着の条件は、特に限定されない。ハライドイオンを吸着処理によって除去するには、例えば、イオン交換樹脂などの吸着剤によってハライドイオンを吸着する。吸着剤による処理は、バッチ式でも連続式でもよく、さらには流動床、固定床のいずれの組み合わせでも使用できる。特に、吸着剤を連続式固定床として使用すれば、メンテナンス性に優れるため有利である。このような吸着剤として市販品を使用することもできる。吸着時間や吸着剤の使用量は、含まれるハライドイオンの含有量に応じて適宜選択すればよい。   Further, the conditions for adsorption when the purification step is based on adsorption are not particularly limited. In order to remove halide ions by adsorption treatment, for example, halide ions are adsorbed by an adsorbent such as an ion exchange resin. The treatment with the adsorbent may be a batch type or a continuous type, and can be used in any combination of fluidized bed and fixed bed. In particular, if the adsorbent is used as a continuous fixed bed, it is advantageous because it is excellent in maintainability. A commercial item can also be used as such an adsorbent. What is necessary is just to select suitably adsorption time and the usage-amount of adsorption agent according to content of the halide ion contained.

精製工程が蒸発もしくは蒸留による濃縮による場合は、反応で副生した塩など、ハライドイオンの多い固体部分を除去できる上、液体中に溶解しているハライドイオン含有成分のうち、N−アルキルボラジンより蒸気圧の小さい化合物の含有量をも低減することができるため、特に好ましく使用される。   When the purification process is by evaporation or concentration by distillation, it is possible to remove a solid part with a lot of halide ions, such as a salt produced as a by-product in the reaction, and among the halide ion-containing components dissolved in the liquid, from N-alkylborazine Since the content of a compound having a low vapor pressure can be reduced, it is particularly preferably used.

蒸発または蒸留による濃縮のための装置や蒸留条件については特に限定されない。目的とするN−アルキルボラジンに応じて、常圧蒸留や減圧蒸留などの手法を選択すればよい。   The apparatus for concentration by evaporation or distillation and the distillation conditions are not particularly limited. A technique such as atmospheric distillation or vacuum distillation may be selected according to the target N-alkylborazine.

操作圧力は、混合物の組成、加熱源、冷却源の温度等によって適宜決定されるものであり、特に制限されるものではないが、副反応の抑制という観点から、減圧下で行うことが好ましい。具体的には、第2反応工程で得られた反応液を、0.1〜60kPa、より好ましくは1〜30kPaの圧力下で、塔底温度が、50〜250℃、より好ましくは80〜200℃となるような条件で、加熱することが好ましい。   The operating pressure is appropriately determined depending on the composition of the mixture, the temperature of the heating source, the cooling source, and the like, and is not particularly limited, but is preferably performed under reduced pressure from the viewpoint of suppressing side reactions. Specifically, the reaction solution obtained in the second reaction step is 0.1 to 60 kPa, more preferably 1 to 30 kPa, and the bottom temperature is 50 to 250 ° C., more preferably 80 to 200. Heating is preferably performed under conditions such that the temperature is 0.degree.

または、第2反応工程で得られた反応液から液体成分を蒸発させることによって、液体成分と固体成分とを完全に分離した後に、前記液体成分について蒸留による濃縮を行なって粗精製物を得てもよい。反応で副生する塩は、主に前記固体成分中に残るため、液体成分中のハライドイオンの含有量を低減させることができる。   Alternatively, by evaporating the liquid component from the reaction solution obtained in the second reaction step, the liquid component and the solid component are completely separated, and then the liquid component is concentrated by distillation to obtain a crude product. Also good. Since the salt produced as a by-product in the reaction remains mainly in the solid component, the content of halide ions in the liquid component can be reduced.

また、蒸発または蒸留による濃縮工程を実施することにより、N−アルキルボラジンを濃縮した溶液(留分)を取得することができる。蒸発や蒸留による濃縮の工程では、前記N−アルキルボラジンを含む液に含まれるN−アルキルボラジンのうち、少なくとも50質量%以上を留分中に回収することが好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上を回収する。また、本蒸発または蒸留による濃縮工程で得られた留分中のN−アルキルボラジンの濃度は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上である。これにより留分の蒸留精製時の塔底温度を低く維持できるため、N−アルキルボラジンの品質の安定化に寄与し、用役費の削減の効果がある。   Moreover, the solution (fraction) which concentrated N-alkyl borazine can be acquired by implementing the concentration process by evaporation or distillation. In the concentration step by evaporation or distillation, it is preferable that at least 50% by mass or more of N-alkylborazine contained in the liquid containing N-alkylborazine is recovered in the fraction, more preferably 70% by mass or more. More preferably, 90% by mass or more is recovered. The concentration of N-alkylborazine in the fraction obtained in the concentration step by the main evaporation or distillation is preferably 30% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 80% by mass. That's it. As a result, the column bottom temperature during distillation purification of the fraction can be kept low, which contributes to stabilizing the quality of the N-alkylborazine and has the effect of reducing utility costs.

精製工程が蒸留による(蒸留・精製工程である)際に、当該蒸留・精製(精留)に用いられうる蒸留装置は、多段式蒸留塔のような回分式(バッチ式)蒸留装置または連続式蒸留装置が好適である。多段式蒸留塔である場合における蒸留塔の段数は、特に限定されるものではないが、塔頂(最上段)と塔底(最下段)とを除いた段数が2段以上であることが好ましい。このような蒸留塔としては、例えばラシヒリング、ポールリング、インタロックスサドル、ディクソンパッキング、マクマホンパッキング、スルーザーパッキング等の充填物が充填された充填塔、泡鐘トレイ、シーブトレイ、バルブトレイ等のトレイ(棚段)を使用した棚段塔等、一般的に用いられている蒸留塔が好適である。中でも、オルダーショウ式蒸留塔などのシーブトレイを使用した棚段塔が好ましく用いられうる。また、棚段と充填物層とを併せ持つ複合式の蒸留塔も採用することができる。上記の段数とは、棚段塔においては棚段の数を示し、充填塔においては理論段数を示す。上記段数は、好ましくは3〜100段であり、より好ましくは5〜50段である。   When the purification process is distillation (distillation / purification process), a distillation apparatus that can be used for the distillation / purification (rectification) is a batch-type distillation apparatus such as a multistage distillation column or a continuous type. A distillation apparatus is preferred. The number of stages of the distillation column in the case of a multistage distillation column is not particularly limited, but the number of stages excluding the top (uppermost stage) and the bottom (lowermost stage) is preferably 2 or more. . Examples of such distillation columns include packed towers filled with packing materials such as Raschig rings, pole rings, interlock saddles, Dixon packing, McMahon packing, and thruzer packing, trays such as bubble bell trays, sieve trays, valve trays ( A generally used distillation column such as a plate column using a plate) is preferable. Among them, a plate column using a sieve tray such as an Oldershaw distillation column can be preferably used. A composite distillation tower having both a shelf and a packed bed can also be employed. The number of plates indicates the number of plates in a plate column, and the number of theoretical plates in a packed column. The number of stages is preferably 3 to 100 stages, and more preferably 5 to 50 stages.

蒸留塔の構成としては、リボイラ、コンデンサ等を備えた一般的な構成を採用できる。蒸留塔の本数は限定的ではなく、1本または2本の蒸留塔が使用できる。   As a configuration of the distillation column, a general configuration including a reboiler, a condenser and the like can be adopted. The number of distillation columns is not limited, and one or two distillation columns can be used.

蒸留塔における圧力操作は、混合物の組成、加熱源、冷却源の温度等によって適宜決定されるものであり、特に制限されるものではないが、副反応の抑制という観点から、減圧下で行うことが好ましい。具体的には60kPa以下が好ましく、30kPa以下がより好ましい。この際、圧力の下限は、特に限定されないが、実質的には、好ましくは0.1kPa以上、より好ましくは1kPa以上である。また、同様に蒸留温度は、250℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましい。この際、温度は、蒸留塔の塔底温度を測定した値であり、また、当該塔底温度の下限は、特に限定されないが、実質的には、好ましくは30℃以上、より好ましくは50℃以上である。蒸留塔の塔頂における還流比は限定的ではないが、好ましくは0.1〜50、より好ましくは0.3〜30とすればよい。その他の操作条件は、公知の蒸留条件に従えばよい。   The pressure operation in the distillation column is appropriately determined depending on the composition of the mixture, the temperature of the heating source, the temperature of the cooling source, etc., and is not particularly limited, but is performed under reduced pressure from the viewpoint of suppressing side reactions. Is preferred. Specifically, 60 kPa or less is preferable, and 30 kPa or less is more preferable. At this time, the lower limit of the pressure is not particularly limited, but is substantially preferably 0.1 kPa or more, more preferably 1 kPa or more. Similarly, the distillation temperature is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or lower. At this time, the temperature is a value obtained by measuring the bottom temperature of the distillation tower, and the lower limit of the bottom temperature is not particularly limited, but is substantially preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. That's it. The reflux ratio at the top of the distillation column is not limited, but is preferably 0.1 to 50, more preferably 0.3 to 30. Other operating conditions may follow known distillation conditions.

また、回分式の蒸留を行う際に、除去したい軽沸点成分の濃度が低い場合には、蒸留塔を全還流で保持して還流槽に軽沸点成分を濃縮し、還流槽の組成が安定したところで、槽内の液を短時間で抜き出す方式で軽沸点成分を除去してもよい。この操作を複数回繰り返すことで、軽沸点成分をさらに除去することができる。全還流にて保持する時間は、装置によって異なるが、還流槽の液量に対して、2倍の液が塔頂より留出する時間より長くすることが望ましい。本操作の終了後に、塔底から残存する液を抜きだすか、塔頂から留出させることで、軽沸点成分を低減した液を得ることができる。   In addition, when the concentration of the light boiling point component to be removed is low when performing batch distillation, the distillation column is maintained at the total reflux and the light boiling point component is concentrated in the reflux tank, so that the composition of the reflux tank is stabilized. By the way, you may remove a light boiling point component by the method of extracting the liquid in a tank in a short time. By repeating this operation a plurality of times, the light boiling point component can be further removed. The time for holding at the total reflux varies depending on the apparatus, but it is desirable to make it longer than the time for distilling twice the amount of liquid in the reflux tank from the top of the column. After the completion of this operation, the liquid remaining in the tower bottom is extracted or distilled from the tower top, whereby a liquid with reduced light boiling point components can be obtained.

本発明の方法によって提供されるN−アルキルボラジンは、好ましくは、純度が99.9質量%以上であり、より好ましくは99.92質量%以上であり、特に好ましくは99.95質量%以上である。ここで、N−アルキルボラジンの純度の値は、ガスクロマトグラフィーによって測定した値を採用するものとする。このような高純度のN−アルキルボラジンを用いることにより、半導体素子などの製品の性能を向上させることができる。   The N-alkylborazine provided by the method of the present invention preferably has a purity of 99.9% by mass or more, more preferably 99.92% by mass or more, and particularly preferably 99.95% by mass or more. is there. Here, the value measured by gas chromatography is adopted as the purity value of N-alkylborazine. By using such high-purity N-alkylborazine, the performance of products such as semiconductor elements can be improved.

本発明の方法によれば、N−アルキルボラジン中のハライドイオン(X)の含有量を有意に低減できる。具体的には、本発明の方法によって得られるN−アルキルボラジン中のハライドイオンの含有量は、好ましくは1質量ppm以下、より好ましくは0.1質量ppm以下、特に好ましくは0.01質量ppm以下である。ハライドイオンの含有量が少ないほど、半導体用層間絶縁膜などに用いられた場合に半導体の寿命を長くすることができるため、本発明のN−アルキルボラジンは、電子材料などの高純度が要求される用途に適しているといえる。なお、この値は、N−アルキルボラジンの質量を基準として算出される。ハライドイオンの含有量の下限値については特に限定されない。不純物であるため、一般には少ないほど好ましいが、実質的には、0.1質量ppb以上である。複数のハライドイオンが含有される場合には、それらの合計量が上述の範囲であればよい。 According to the method of the present invention, the content of halide ions (X ) in N-alkylborazine can be significantly reduced. Specifically, the content of halide ions in the N-alkylborazine obtained by the method of the present invention is preferably 1 mass ppm or less, more preferably 0.1 mass ppm or less, and particularly preferably 0.01 mass ppm. It is as follows. The smaller the halide ion content, the longer the life of the semiconductor when used in an interlayer insulating film for semiconductors, etc., so that the N-alkylborazine of the present invention is required to have high purity such as an electronic material. It can be said that it is suitable for a certain application. This value is calculated based on the mass of N-alkylborazine. The lower limit of the halide ion content is not particularly limited. Since it is an impurity, it is generally preferable to reduce the amount, but it is substantially 0.1 mass ppb or more. When a plurality of halide ions are contained, the total amount thereof may be in the above range.

本発明の方法で製造されたN−アルキルボラジンの用途は、特に限定されないが、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層などの形成に用いられうる。その際には、N−アルキルボラジンがそのまま用いられてもよいし、N−アルキルボラジンに改変を加えた化合物が用いられてもよい。N−アルキルボラジンまたはN−アルキルボラジンの誘導体を重合させた重合体を、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層またはエッチストッパー層の原料として用いてもよい。以下、「N−アルキルボラジン」、「N−アルキルボラジンの誘導体」および「これらに起因する重合体」をまとめて、「ボラジン環含有化合物」と称する。   The use of the N-alkylborazine produced by the method of the present invention is not particularly limited, but can be used for forming an interlayer insulating film for a semiconductor, a barrier metal layer, an etch stopper layer, and the like. In that case, N-alkylborazine may be used as it is, or a compound obtained by modifying N-alkylborazine may be used. A polymer obtained by polymerizing N-alkylborazine or a derivative of N-alkylborazine may be used as a raw material for an interlayer insulating film for a semiconductor, a barrier metal layer, or an etch stopper layer. Hereinafter, “N-alkylborazine”, “derivative of N-alkylborazine”, and “polymer derived from them” are collectively referred to as “borazine ring-containing compound”.

ボラジン環含有化合物を用いて、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層またはエッチストッパー層を形成する手法としては、例えば、ボラジン環含有化合物を含む溶液状またはスラリー状の組成物を調製し、これを所望の部位に塗布することによって、塗膜を形成する手法や化学気相成長成膜法(CVD法)が用いられうる。   As a method for forming an interlayer insulating film for semiconductor, a barrier metal layer, or an etch stopper layer using a borazine ring-containing compound, for example, a solution-like or slurry-like composition containing a borazine ring-containing compound is prepared. A method of forming a coating film or a chemical vapor deposition film forming method (CVD method) can be used by applying to a desired site.

以下、実施例および比較例を用いて本発明の実施の形態をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態のみには制限されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail using examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

なお、ハライドイオンの含有量及びN−アルキルボラジンの生成量は、下記方法によって測定される。   In addition, content of a halide ion and the production amount of N-alkylborazine are measured by the following method.

<ハライドイオン(塩化物イオン)の含有量の測定方法>
塩化物イオンの含有量の測定は、イオンクロマトグラフィーによって行った。具体的には、まず、ボラジン化合物をメチルアルコール(関東化学株式会社製;電子工業用メチルアルコール)で20倍に希釈分解させ、さらに超純水で分解物を20倍に希釈することにより分析用加水分解液を調製する。この液を、陽イオン吸着カラムを通過させた後、イオンクロマトグラフィーであるISC−1500(日本ダイオネクス株式会社製)を用いて測定した。
<Measurement method of halide ion (chloride ion) content>
The chloride ion content was measured by ion chromatography. Specifically, first, a borazine compound is diluted and decomposed 20 times with methyl alcohol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .; methyl alcohol for electronics industry), and further the diluted product is diluted 20 times with ultrapure water. Prepare a hydrolyzate. After passing this liquid through a cation adsorption column, it was measured using ISC-1500 (manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.) which is ion chromatography.

<N−アルキルボラジンの生成量の測定方法>
N−アルキルボラジンの生成量は、下記測定条件に従って、ガスクロマトフィーによって測定した。
<Method for measuring the amount of N-alkylborazine produced>
The amount of N-alkylborazine produced was measured by gas chromatography according to the following measurement conditions.

Figure 0005215600
Figure 0005215600

<実施例1>
(第一の反応工程)
還流管を備えた100Lの反応液を窒素置換した後、アミン塩として、乾燥したメチルアミン塩酸塩を8.37kg、反応用溶媒として、トリグライム30.4kgを仕込み、150℃まで昇温した。その後、水素化ホウ素ナトリウム5.24kgと反応溶媒であるトリグライム22.2kgとの混合物を、7.5時間かけて供給した。その後、170℃まで昇温し、その後2時間熟成して、反応液(1)を得た。この際、反応中に生成した水素は還流管にて冷却した後、系外へ除去した。得られた反応液(1)には、N,N’,N”−トリメチルボラジンが3.3kg含まれていた。
<Example 1>
(First reaction step)
A 100 L reaction liquid equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 8.37 kg of dried methylamine hydrochloride as an amine salt and 30.4 kg of triglyme as a reaction solvent were charged, and the temperature was raised to 150 ° C. Thereafter, a mixture of 5.24 kg of sodium borohydride and 22.2 kg of triglyme as a reaction solvent was supplied over 7.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 170 ° C., followed by aging for 2 hours to obtain a reaction liquid (1). At this time, hydrogen produced during the reaction was cooled in a reflux tube and then removed out of the system. The obtained reaction liquid (1) contained 3.3 kg of N, N ′, N ″ -trimethylborazine.

(粗蒸留工程)
上記第一の反応工程で得られた反応液から蒸留にてN,N’,N”−トリメチルボラジンを濃縮した。粗蒸留として、圧力13kPaにて反応液を加熱し、N,N’,N”−トリメチルボラジンを含んだ留分(1)4.6kgを留出させた。得られた留分(1)中の塩化物イオン濃度は6000質量ppmであった。
(Rough distillation process)
N, N ′, N ″ -trimethylborazine was concentrated from the reaction solution obtained in the first reaction step by distillation. As a crude distillation, the reaction solution was heated at a pressure of 13 kPa, and N, N ′, N "4.6 kg of a fraction (1) containing -trimethylborazine was distilled off. The chloride ion concentration in the obtained fraction (1) was 6000 mass ppm.

(第二の反応工程)
上記粗蒸留工程にて得られた留分(1)1.3kgと水素化ホウ素ナトリウム27gとを、137℃で9時間、反応させ、反応液(1’)を得た。なお、この際、水素化ホウ素ナトリウムの追加量は、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)1モルに対して、3.2モルである。反応後の反応液(1’)中の塩化物イオン濃度は20質量ppm未満であった。
(Second reaction step)
1.3 kg of the fraction (1) obtained in the crude distillation step and 27 g of sodium borohydride were reacted at 137 ° C. for 9 hours to obtain a reaction liquid (1 ′). At this time, the additional amount of sodium borohydride is 3.2 mol with respect to 1 mol of halide ion (X ) in the liquid containing N-alkylborazine. The chloride ion concentration in the reaction liquid (1 ′) after the reaction was less than 20 mass ppm.

(蒸留・精製工程)
上記第二の反応工程で得られた反応液(1’)を用いて、内径32mm、20段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて精留(蒸留・精製)を行った。上記反応液(1’)1.2kgを塔底に仕込み、塔頂圧力として27kPa、還流比5にて、仕込み液に含まれるN,N’,N”−トリメチルボラジンの質量に対して留出率が95%になるまで継続した。この際、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分は留出率14%から93%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分の回収率は79%であった。得られたN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分中の塩化物イオン濃度は40質量ppbであった。
(Distillation and purification process)
Using the reaction solution (1 ′) obtained in the second reaction step, rectification (distillation / purification) was performed in a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 20 stages. Charge 1.2 kg of the above reaction liquid (1 ′) to the bottom of the tower, distillate with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged liquid at a tower top pressure of 27 kPa and a reflux ratio of 5. The fraction having a N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.9% by mass or more had a distillation rate of 14% to 93%, and N, N The fraction recovered with a concentration of ', N ″ -trimethylborazine of 99.9% by mass or more was 79%. The concentration of N, N ′, N ″ -trimethylborazine obtained was 99.9% by mass. The chloride ion concentration in the above fraction was 40 mass ppb.

<実施例2>
(第一の反応工程)
還流管を備えた100Lの反応液を窒素置換した後、アミン塩として、乾燥したメチルアミン塩酸塩を8.38kg、反応用溶媒として、トリグライム33.0kgを仕込み、150℃まで昇温した。その後、水素化ホウ素ナトリウム5.25kgと反応溶媒であるトリグライム22.2kgとの混合物を、7.5時間かけて供給した。その後、170℃まで昇温し、さらに2時間熟成して、反応液(2)を得た。この際、反応中に生成した水素は還流管にて冷却した後、系外へ除去した。冷却した後、得られた反応液(2)の液体成分を分析したところ、N,N’,N”−トリメチルボラジンが3.5kg含まれていることがわかった。また塩化物イオン濃度は1000質量ppmであった。
<Example 2>
(First reaction step)
A 100 L reaction liquid equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 8.38 kg of dried methylamine hydrochloride as an amine salt and 33.0 kg of triglyme as a reaction solvent were charged, and the temperature was raised to 150 ° C. Thereafter, a mixture of 5.25 kg of sodium borohydride and 22.2 kg of triglyme as a reaction solvent was supplied over 7.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 170 ° C., and the mixture was further aged for 2 hours to obtain a reaction liquid (2). At this time, hydrogen produced during the reaction was cooled in a reflux tube and then removed out of the system. After cooling, when the liquid component of the obtained reaction liquid (2) was analyzed, it was found that 3.5 kg of N, N ′, N ″ -trimethylborazine was contained. The chloride ion concentration was 1000. The mass was ppm.

(第二の反応工程)
上記第一の反応工程で得られた反応液(2)を150℃まで昇温し、水素化ホウ素ナトリウム0.8kgとトリグライム3.3kgとの混合物を1時間かけて供給した後、2時間熟成して、反応液(2’)を得た。処理後の液体成分中の塩化物イオン濃度は20質量ppm未満であった。また、水素化ホウ素ナトリウムの追加量(質量換算)は、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量に対して、0.15倍質量である。
(Second reaction step)
The temperature of the reaction liquid (2) obtained in the first reaction step is raised to 150 ° C., and a mixture of 0.8 kg of sodium borohydride and 3.3 kg of triglyme is supplied over 1 hour, and then aged for 2 hours. As a result, a reaction liquid (2 ′) was obtained. The chloride ion concentration in the liquid component after the treatment was less than 20 mass ppm. Moreover, the additional amount (mass conversion) of sodium borohydride is 0.15 times mass with respect to the initial preparation amount of alkali borohydride.

(粗蒸留工程および蒸留・精製工程)
上記第二の反応工程で得られた反応液(2’)について、上記実施例1における粗蒸留工程および蒸留・精製(精留)工程における条件と同様の条件にて粗蒸留工程および蒸留・精製(精留)工程をこの順で行なったところ、得られたN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分中の塩化物イオン濃度は40質量ppbであった。
(Rough distillation process and distillation / purification process)
About the reaction liquid (2 ′) obtained in the second reaction step, the crude distillation step and distillation / purification were performed under the same conditions as in the crude distillation step and distillation / purification (rectification) step in Example 1 above. When the (rectification) step was performed in this order, the chloride ion concentration in the fraction having the N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.9% by mass or more was 40 mass ppb. It was.

<比較例1>
上記実施例1における粗蒸留工程で得られた留分(1)を用いて、内径32mm、20段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて蒸留・精製(精留)を行った。上記留分(1)1.2kgを塔底に仕込み、塔頂圧力として27kPa、還流比5にて、仕込み液に含まれるN,N’,N”−トリメチルボラジンの質量に対して留出率が99%になるまで継続した。N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分は留出率13%から93%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分の回収率は80%であった。得られたN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.9質量%以上ある留分中の塩化物イオン濃度は2質量ppmであった。
<Comparative Example 1>
Using the fraction (1) obtained in the rough distillation step in Example 1 above, distillation / purification (rectification) was performed in a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 20 stages. 1.2 kg of the above fraction (1) is charged to the bottom of the tower, the top pressure is 27 kPa, the reflux ratio is 5, and the distillation rate with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged liquid. The fraction with N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.9% by mass or more has a distillation rate of 13% to 93%, and N, N ′, N ″ -The recovery rate of the fraction having a concentration of 99.9% by mass or more of trimethylborazine was 80%. The fraction having a concentration of 99.9% by mass or more of the obtained N, N ', N "-trimethylborazine The chloride ion concentration in it was 2 mass ppm.

Claims (7)

ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、
初期仕込み量の水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)からなる群より選択される少なくとも一種の溶媒中で、反応させる第1反応工程;
前記第1反応工程で得られた反応液について、濾過工程、冷却工程、移送工程、吸着工程、および蒸留工程から選択される少なくとも一の工程を行う粗精製工程;および
前記粗精製工程で得られたN−アルキルボラジンを含む液に、水の不存在下で、水素化ホウ素アルカリをさらに添加して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程
を有することを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法。
Alkyl borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, sodium atom or potassium atom) and an alkylamine salt represented by RNH 3 X (R is an alkyl group and X is a halogen atom) And a process for producing N-alkylborazine by reacting with a solvent in a solvent,
An initial charge of alkali borohydride and alkylamine salt is composed of tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). A first reaction step for reacting in at least one solvent selected from the group;
A crude purification step of performing at least one step selected from a filtration step, a cooling step, a transfer step, an adsorption step, and a distillation step for the reaction liquid obtained in the first reaction step; and obtained in the rough purification step A second reaction step in which an alkali borohydride is further added to the liquid containing N-alkylborazine in the absence of water to further react the alkali borohydride and the alkylamine salt. A method for producing N-alkylborazine.
前記第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリをさらに添加する量は、水素化ホウ素アルカリの初期仕込み量に対して、0.00001〜1倍質量である、請求項1に記載のN−アルキルボラジンの製造方法。   2. The N-alkylborazine according to claim 1, wherein the amount of alkali borohydride added in the second reaction step is 0.00001 to 1 times the mass of the initial amount of alkali borohydride charged. Manufacturing method. ABH(Aは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である)で表わされる水素化ホウ素アルカリと、RNHX(Rはアルキル基であり、Xはハロゲン原子である)で表わされるアルキルアミン塩とを溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを製造する工程を有するN−アルキルボラジンの製造方法であって、
水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とを、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)からなる群より選択される少なくとも一種の溶媒中で、反応させる第1反応工程;および
前記第1反応工程以降のN−アルキルボラジンを含む液におけるハライドイオン(X)の含有量が20質量ppm以上である場合に、前記N−アルキルボラジンを含む液中に、水の不存在下で、水素化ホウ素アルカリを添加して、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩とをさらに反応させる第2反応工程
を有し、
前記第1反応工程と前記第2反応工程との間に、第3の工程として濾過工程、冷却工程、移送工程、吸着工程、および蒸留工程から選択される少なくとも一の工程を行う粗精製工程をさらに含むことを特徴とする、N−アルキルボラジンの製造方法。
Alkyl borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, sodium atom or potassium atom) and an alkylamine salt represented by RNH 3 X (R is an alkyl group and X is a halogen atom) And a process for producing N-alkylborazine by reacting with a solvent in a solvent,
The alkali borohydride and the alkylamine salt are selected from the group consisting of tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). A first reaction step for reacting in at least one solvent; and a halide ion (X ) content in a liquid containing N-alkylborazine after the first reaction step is 20 mass ppm or more, in the liquid containing the N- alkylborazine, in the absence of water, with the addition of alkali borohydride, we have a second reaction step of further reacting the alkali boron hydride and an alkyl amine salt,
Between the first reaction step and the second reaction step, a crude purification step for performing at least one step selected from a filtration step, a cooling step, a transfer step, an adsorption step, and a distillation step as a third step Furthermore, the manufacturing method of N-alkyl borazine characterized by including .
前記第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリをさらに添加する量は、N−アルキルボラジンを含む液中のハライドイオン(X)1モルに対して、0.1〜500モルである、請求項3に記載のN−アルキルボラジンの製造方法。 The said 2nd reaction process WHEREIN: The quantity which further adds an alkali borohydride is 0.1-500 mol with respect to 1 mol of halide ions (X < - >) in the liquid containing N-alkyl borazine. 4. A method for producing an N-alkylborazine according to 3 . 前記第1反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応を、50〜240℃の温度で行う、請求項1〜のいずれか1項に記載のN−アルキルボラジンの製造方法。 The method for producing an N-alkylborazine according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the first reaction step, the reaction between an alkali borohydride and an alkylamine salt is performed at a temperature of 50 to 240 ° C. 前記第2反応工程において、水素化ホウ素アルカリとアルキルアミン塩との反応を、50〜200℃の温度で行う、請求項1〜のいずれか1項に記載のN−アルキルボラジンの製造方法。 The method for producing an N-alkylborazine according to any one of claims 1 to 5 , wherein in the second reaction step, the reaction between the alkali borohydride and the alkylamine salt is performed at a temperature of 50 to 200 ° C. 前記第2反応工程で得られた反応液を蒸留・精製する工程をさらに有する、請求項1〜のいずれか1項に記載のN−アルキルボラジンの製造方法。 The method for producing an N-alkylborazine according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a step of distilling and purifying the reaction solution obtained in the second reaction step.
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