JP5546723B2 - Method for producing N-alkylborazine - Google Patents

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Description

本発明は、N−アルキルボラジンの製造方法に関する。N−アルキルボラジンは、例えば、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用いられる。   The present invention relates to a method for producing N-alkylborazine. N-alkylborazine is used, for example, to form a semiconductor interlayer insulating film, 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得る、新たな低誘電材料の開発が所望されていた。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. For this reason, development of a new low dielectric material that can be used as an interlayer insulating film has been 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.

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.

層間絶縁膜などの精密機器への適用を考慮すると、N−アルキルボラジン中に含まれる不純物の含有量を微量にまで低減させることが好ましく、このため各種精製方法が採用されうる。例えば、N−アルキルボラジン中には、N−アルキルボラジンの合成反応において副生するN−アルキルシクロボラザンやボロンエーテル化合物が含まれるが、これらの不純物の含有量は、蒸留精製および濾過によって低減されうる(特許文献3参照)。
特開2000−340689号公報 特開2003−119289号公報 特開2006−213642号公報
In consideration of application to precision equipment such as an interlayer insulating film, it is preferable to reduce the content of impurities contained in the N-alkylborazine to a very small amount, and various purification methods can be employed. For example, N-alkylborazine contains N-alkylcycloborazanes and boron ether compounds by-produced in the synthesis reaction of N-alkylborazine, but the content of these impurities is reduced by distillation purification and filtration. (See Patent Document 3).
JP 2000-340689 A JP 2003-119289 A JP 2006-213642 A

ところが、不純物の除去を目的として、N−アルキルボラジンの合成の終了後の液を蒸留精製する際に、冷却器や留出ラインに析出物が多量に付着する場合がある。析出物が付着、蓄積すると、蒸留塔を閉塞するおそれがあるため、安定運転が困難になる。さらに、このような析出物を定期的に除去、洗浄するには蒸留を停止する必要があり、生産性が低下するなどの問題がある。   However, when the liquid after completion of the synthesis of N-alkylborazine is purified by distillation for the purpose of removing impurities, a large amount of precipitate may adhere to the cooler or the distillation line. If the deposit adheres and accumulates, the distillation column may be clogged, so that stable operation becomes difficult. Furthermore, in order to periodically remove and wash such precipitates, it is necessary to stop distillation, which causes problems such as a decrease in productivity.

そこで、本発明の目的は、N−アルキルボラジンの製造の際に、合成の終了後の蒸留精製時に蒸留装置の冷却部に析出物が付着する問題を解決し、生産性を向上させる手段を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to solve the problem of deposits adhering to the cooling section of the distillation apparatus during the distillation purification after the completion of synthesis during the production of N-alkylborazine, and provide means for improving productivity. It is to be.

本発明者らは、上記の課題に鑑み、合成されたN−アルキルボラジンに含まれる不純物を検討した。その過程で、上述のN−アルキルシクロボラザンやボロンエーテル化合物の他に、反応中間体であるアミンボラン(RNH−BH、ここでRはアルキル基である)が上述の析出物を生じる要因のひとつであることを見出した。また、本発明者らは、合成されたN−アルキルボラジンを含む液において、前記N−アルキルボラジンに対する前記アミンボランの含有量が所定の値以下の液を蒸留精製することによって、析出物の付着が抑えられ、蒸留塔の閉塞が防止されることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In view of the above problems, the present inventors examined impurities contained in the synthesized N-alkylborazine. In the process, in addition to the above-mentioned N-alkylcycloborazane and boron ether compound, amine borane (RNH 2 -BH 3 , where R is an alkyl group) as a reaction intermediate causes the above-mentioned precipitates I found out that Further, the present inventors distillatively purify a solution having a content of the amine borane with respect to the N-alkylborazine in a solution containing the synthesized N-alkylborazine, thereby preventing the deposits from adhering. As a result, it was found that clogging of the distillation tower was prevented and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、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は硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する工程を含むN−アルキルボラジンの製造方法であって、前記N−アルキルボラジンを含む液であり、かつRNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量が前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下である液を蒸留することによってN−アルキルボラジンを精製する工程を含む、N−アルキルボラジンの製造方法である。 That is, the present invention relates to an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom), (RNH 3 ) n X (R is an alkyl group, and X is sulfuric acid. A method of producing N-alkylborazine, which comprises a step of reacting an amine salt represented by a group or a halogen atom and n is 1 or 2 in a solvent to synthesize N-alkylborazine. a liquid containing the N- alkylborazine, and the RNH 2 -BH 3 (R is an alkyl group) or less 3 mol% relative to the N- alkylborazine content of amine borane represented by the liquid A method for producing N-alkylborazine, comprising a step of purifying N-alkylborazine by distillation.

また、本発明は、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は硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する工程を含むN−アルキルボラジンの製造方法であって、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液からRNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量を前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下に低減させた第2液を得る工程、および前記第2液から蒸留精製によってN−アルキルボラジンを精製する工程を含む、N−アルキルボラジンの製造方法である。 The present invention also relates to an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom), (RNH 3 ) n X (R is an alkyl group, and X is sulfuric acid. A method of producing N-alkylborazine, which comprises a step of reacting an amine salt represented by a group or a halogen atom and n is 1 or 2 in a solvent to synthesize N-alkylborazine. , reduce the content of amine borane represented by RNH 2 -BH 3 from the first liquid is a liquid containing the N- alkylborazine (R is an alkyl group) below 3 mol% relative to the N- alkylborazine A method for producing N-alkylborazine, comprising a step of obtaining a second liquid, and a step of purifying N-alkylborazine from the second liquid by distillation purification.

また、本発明は、N−アルキルボラジン、RNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボラン、および溶媒を含み、前記アミンボランの含有量が前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下である液である。 In addition, the present invention includes N-alkylborazine, amine borane represented by RNH 2 -BH 3 (R is an alkyl group), and a solvent, and the content of the amine borane is 3 mol with respect to the N-alkylborazine. % Or less.

さらに本発明は、RNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量がN−アルキルボラジンに対して0.5mol%以下である、N−アルキルボラジンである。 The present invention further, RNH (the R is an alkyl group) 2 -BH 3 or less 0.5 mol% with respect to the amine borane content is N- alkylborazine represented by a N- alkylborazine.

本発明によれば、N−アルキルボラジンの蒸留精製の際に、冷却部に析出物が生成する問題が防止される。また、蒸留精製品の純度が向上しうる。   According to the present invention, a problem that precipitates are generated in the cooling section during distillation purification of N-alkylborazine is prevented. Moreover, the purity of the distilled purified product can be improved.

本発明の第1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は硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する工程を含むN−アルキルボラジンの製造方法であって、前記N−アルキルボラジンを含む液であり、かつRNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量が前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下である液を蒸留することによってN−アルキルボラジンを精製する工程を含む、N−アルキルボラジンの製造方法である。 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), (RNH 3 ) n X (R is an alkyl group, X is A method of producing N-alkylborazine, which comprises a step of reacting an amine salt represented by a sulfuric acid group or a halogen atom and n is 1 or 2 in a solvent to synthesize N-alkylborazine. And a liquid containing an N-alkylborazine and an amine borane content represented by RNH 2 -BH 3 (R is an alkyl group) of 3 mol% or less with respect to the N-alkylborazine. It is a manufacturing method of N-alkyl borazine including the process of refine | purifying N-alkyl borazine by distilling.

また、本発明の第2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は硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する工程を含むN−アルキルボラジンの製造方法であって、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液からRNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量を前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下に低減させた第2液を得る工程、および前記第2液から蒸留精製によってN−アルキルボラジンを精製する工程を含む、N−アルキルボラジンの製造方法である。 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 ) n X (R is an alkyl group, X is a sulfuric acid group or a halogen atom, and n is 1 or 2). A method for producing N-alkylborazine comprising a step of synthesizing N-alkylborazine by reacting in a solvent The content of amine borane represented by RNH 2 -BH 3 (R is an alkyl group) from the first liquid which is a liquid containing the N-alkylborazine is 3 mol% with respect to the N-alkylborazine. It is a manufacturing method of N-alkyl borazine including the process of obtaining the 2nd liquid reduced below, and the process of refine | purifying N-alkyl borazine by distillation purification from said 2nd liquid.

本発明の製造方法においては、水素化ホウ素アルカリと、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合成する。その後、合成されたN−アルキルボラジンをさらに蒸留精製により精製する。   In the production method of the present invention, an N-alkylborazine is synthesized by reacting an alkali borohydride and an amine salt in a solvent. Thereafter, the synthesized N-alkylborazine is further purified by distillation purification.

合成によって得られたN−アルキルボラジンを含む液中に反応中間体の1つであるアミンボランが含まれている場合には、蒸留精製の際、蒸気圧を有するアミンボランが蒸留装置の冷却部や留出ラインに析出・付着する。また前記液を高温加熱することで冷却部などに析出物が発生する。本発明においては、この析出物の付着、蓄積を効果的に抑制する方法を提供する。   When amine borane, which is one of the reaction intermediates, is contained in the liquid containing N-alkylborazine obtained by synthesis, amine borane having a vapor pressure is used in the cooling section and distillation of the distillation apparatus during distillation purification. Deposits and adheres to the exit line. Further, when the liquid is heated at a high temperature, precipitates are generated in the cooling section or the like. In the present invention, a method for effectively suppressing the adhesion and accumulation of precipitates is provided.

本発明の第1においては、前記N−アルキルボラジンを含む液であり、かつ反応中間体であるアミンボランの含有量が、前記N−アルキルボラジンに対して所定の値以下の液を蒸留精製する。また、本発明の第2においては、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液からアミンボランの含有量を低減させた第2液を得る工程を行い、得られた第2液を蒸留精製する。蒸留精製の際にアミンボランの含有量が所定の値以下の液を用いることで、蒸留精製におけるアミンボランに由来する析出物を抑制することができ、蒸留装置の閉塞を防ぐことができる。ここで、前記N−アルキルボラジンを含む液は、N−アルキルボラジンを合成する工程(反応工程)において生成するN−アルキルボラジンが含まれる液を意味する。前記N−アルキルボラジンを含む液は、スラリー状であっても、液体成分と固体成分とを分離した後の液体成分であってもよい。前記N−アルキルボラジンを含む液としては、例えば、合成する工程(反応工程)において得られる液(反応液)や精製によって得られる液などが挙げられる。前記精製によって得られる液は、最終的な精製品であってもよく、例えば反応液を粗精製(粗蒸留)して得られる液のような、精製の途中の段階で得られる液であってもよい。   In the first aspect of the present invention, a solution containing the N-alkylborazine and having a content of amine borane as a reaction intermediate of the N-alkylborazine is purified by distillation. In the second aspect of the present invention, a step of obtaining a second liquid having a reduced content of amine borane from the first liquid, which is a liquid containing the N-alkylborazine, is performed, and the obtained second liquid is purified by distillation. To do. By using a solution having an amine borane content of a predetermined value or less during distillation purification, precipitates derived from amine borane in distillation purification can be suppressed, and blockage of the distillation apparatus can be prevented. Here, the liquid containing N-alkylborazine means a liquid containing N-alkylborazine produced in the step of synthesizing N-alkylborazine (reaction step). The liquid containing N-alkylborazine may be in a slurry form or a liquid component after separating the liquid component and the solid component. Examples of the liquid containing N-alkylborazine include a liquid (reaction liquid) obtained in a synthesis step (reaction step) and a liquid obtained by purification. The liquid obtained by the purification may be a final purified product, such as a liquid obtained in the middle of purification, such as a liquid obtained by rough purification (crude distillation) of the reaction liquid. Also good.

次に、本発明について詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in detail.

まず、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と、(RNHX(Rはアルキル基であり、Xは硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する。 First, an alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and (RNH 3 ) n X (R is an alkyl group, X is a sulfate group or a halogen atom) And n is 1 or 2) to react with an amine salt in a solvent to synthesize N-alkylborazine.

水素化ホウ素アルカリ(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。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。Aが異なる水素化ホウ素アルカリを組み合わせて用いてもよい。 In alkali borohydride (ABH 4 ), A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom. Examples of alkali borohydrides include sodium borohydride, lithium borohydride, and potassium borohydride. A combination of alkali borohydrides having different As may be used.

アミン塩((RNHX)において、Rはアルキル基であり、Xは硫酸基またはハロゲン原子である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられる。そして、Xが硫酸基である場合にはnは2であり、Xがハロゲン原子である場合にはnは1である。nが2である場合、Rは、同一であっても異なっていてもよい。合成反応の収率や取り扱いの容易性を考慮すると、Rは好ましくは同一のアルキル基である。アルキル基は、直鎖であっても、分岐であっても、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、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシ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。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)、モノエチルアミンフッ化水素酸塩(CHCHNHF)、モノメチルアミン硫酸塩((CHNHSO)が挙げられる。2種類以上のアルキルアミン塩を併用することもできる。 In the amine salt ((RNH 3 ) n X), R is an alkyl group, and X is a sulfate group or a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. And when X is a sulfate group, n is 2, and when X is a halogen atom, n is 1. When n is 2, R may be the same or different. In consideration of the yield of the synthesis reaction and the ease of handling, R is preferably the same alkyl group. 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 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. Octyl group, nonyl group, decyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and the like. Alkyl groups other than these may be used. Examples of amine salts include monomethylamine hydrochloride (CH 3 NH 3 Cl), monoethylamine hydrochloride (CH 3 CH 2 NH 3 Cl), monomethylamine hydrobromide (CH 3 NH 3 Br), monoethylamine Examples thereof include hydrofluoric acid salt (CH 3 CH 2 NH 3 F) and monomethylamine sulfate ((CH 3 NH 3 ) 2 SO 4 ). Two or more types of alkylamine salts can be used in combination.

N−アルキルボラジンは、下記式で表される化合物である。   N-alkylborazine is a compound represented by the following formula.

Figure 0005546723
Figure 0005546723

式中、Rは、アミン塩について記載した通りであるため、ここでは説明を省略する。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(tert−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(neo−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、N,N’−ジメチル−N”−プロピルボラジンなどが挙げられる。   In the formula, since R is as described for the amine salt, the description is omitted here. Examples of N-alkylborazines 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 (tert-butyl) borazine, N, N', N" -tri (1-methylbutyl) borazine, N, N ', N "-tri (2 -Methylbutyl) borazine, N, N ', N "-tri (neo-pentyl) borazine, N, N', N" -tri (1,2-dimethylpropyl) borazine, N, N ', N "-tri ( 1-ethylpropyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri ( -Hexyl) borazine, N, N ', N "-tricyclohexylborazine, N, N'-dimethyl-N" -ethylborazine, N, N'-diethyl-N "-methylborazine, N, N'-dimethyl- N "-propylborazine and the like can be mentioned.

使用する水素化ホウ素アルカリおよびアミン塩は、合成する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−メチルボラジンを製造する場合には、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ミン塩を用いればよい。   The alkali borohydride and amine salt to be used may be selected according to the structure of the N-alkylborazine to be synthesized. For example, when producing N-methylborazine in which a methyl group is bonded to the nitrogen atom constituting the borazine ring, an amine salt such as monomethylamine hydrochloride, where R is a methyl group, is used as the amine salt. Good.

水素化ホウ素アルカリとアミン塩との混合比は、特に限定されないが、アミン塩の使用量を1モルとした場合に、水素化ホウ素アルカリの使用量を好ましくは0.8〜2.0モル、より好ましくは1.0〜1.5モルとする。   The mixing ratio of alkali borohydride and amine salt is not particularly limited, but when the amount of amine salt used is 1 mol, the amount of alkali borohydride used is preferably 0.8 to 2.0 mol, More preferably, it is 1.0 to 1.5 mol.

用いら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などのエーテル系溶媒、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)、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル(ペンタグライム)、モノエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、モノプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、モノプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテルなどのグリコールジアルキルエーテル系溶媒が挙げられる。ここで、前記溶媒は、単独で用いられても2種類以上を混合して用いられてもよい。   The solvent that can be used is not particularly limited, but ether solvents such as tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme), Pentaethylene glycol dimethyl ether (pentag lime), monoethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, monopropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, monopropylene glycol diethyl ether, dipropiate Glycol dialkyl ether solvents such as glycol diethyl ether. Here, the said solvent may be used independently, or 2 or more types may be mixed and used for it.

前記溶媒は、合成されるN−アルキルボラジンの標準沸点に応じて選択されうる。N−アルキルボラジンの標準沸点とは、合成の目的物であるN−アルキルボラジンの常圧における沸点を意味する。なお、N−アルキルボラジンの標準沸点は、置換基の種類によって変動しうるため、一義的には決定されない。また、溶媒の標準沸点とは、水素化ホウ素アルカリとアミン塩との反応の際に用いられる溶媒の常圧における沸点を意味する。用いられうる溶媒の標準沸点の上限については、特に限定はないが、沸点が高すぎると蒸留精製の実施が困難となるため、好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点+200℃以下、より好ましくは+150℃以下の標準沸点を有する溶媒が用いられる。前記溶媒の標準沸点の下限については、特に限定されず、所定の反応温度以下で沸騰がおこらなければよいが、好ましくは、N−アルキルボラジンの標準沸点+20℃以上であり、より好ましくは+50℃以上である。例えば、標準沸点が133℃であるN,N’,N”−トリメチルボラジンを合成する場合、標準沸点が216℃であるトリグライムや、標準沸点が175℃であるジプロピレングリコールジメチルエーテルを溶媒として用いることが好ましい。また、標準沸点が184℃であるN,N’,N”−トリエチルボラジンや標準沸点が約203℃であるN,N’,N”−トリ(イソプロピル)ボラジン、または標準沸点が約225℃であるN,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジンを合成する場合、標準沸点が270℃であるテトラグライムや標準沸点が約342℃であるペンタエチレングリコールジメチルエーテルを溶媒として用いることが好ましい。   The solvent may be selected according to the normal boiling point of the N-alkylborazine to be synthesized. The normal boiling point of N-alkylborazine means the boiling point of N-alkylborazine, which is the object of synthesis, at normal pressure. In addition, since the normal boiling point of N-alkyl borazine may be fluctuate | varied with the kind of substituent, it is not uniquely determined. The standard boiling point of the solvent means the boiling point at normal pressure of the solvent used in the reaction between the alkali borohydride and the amine salt. The upper limit of the standard boiling point of the solvent that can be used is not particularly limited. However, if the boiling point is too high, it is difficult to carry out distillation purification. Therefore, the normal boiling point of N-alkylborazine is preferably + 200 ° C. or less, more preferably +150. A solvent having a normal boiling point of 0 ° C. or lower is used. The lower limit of the normal boiling point of the solvent is not particularly limited, and it is sufficient that boiling does not occur at a predetermined reaction temperature or lower. Preferably, the boiling point is higher than the normal boiling point of N-alkylborazine + 20 ° C., more preferably + 50 ° C. That's it. For example, when synthesizing N, N ′, N ″ -trimethylborazine having a normal boiling point of 133 ° C., triglyme having a normal boiling point of 216 ° C. or dipropylene glycol dimethyl ether having a standard boiling point of 175 ° C. is used as a solvent. Also, N, N ′, N ″ -triethylborazine having a normal boiling point of 184 ° C., N, N ′, N ″ -tri (isopropyl) borazine having a normal boiling point of about 203 ° C., or a normal boiling point of about When synthesizing N, N ′, N ″ -tri (n-propyl) borazine at 225 ° C., tetraglyme having a normal boiling point of 270 ° C. or pentaethylene glycol dimethyl ether having a standard boiling point of about 342 ° C. is used as a solvent. It is preferable.

溶媒の使用量についても、特に限定されない。原料や生成物の溶解度や溶媒の取り扱い易さなどに応じて、溶媒の使用量を選択するとよい。好ましくは、アルキルアミン塩および水素化ホウ素アルカリの総量に対して、3〜15質量倍の溶媒が用いられる。   The amount of solvent used is not particularly limited. The amount of solvent used may be selected according to the solubility of raw materials and products, the ease of handling of the solvent, and the like. Preferably, 3 to 15 times by mass of solvent is used with respect to the total amount of alkylamine salt and alkali borohydride.

水素化ホウ素アルカリと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。上記範囲で反応させると、水素発生量の制御が容易である。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。   The reaction conditions between the alkali borohydride and the amine 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. When the reaction is performed within the above range, the amount of hydrogen generation can be easily controlled. The reaction temperature can be measured using a temperature sensor such as a K thermocouple.

上述のN−アルキルボラジンを合成する段階で得られた反応液から、合成されたN−アルキルボラジンを公知の精製方法によって精製する。   The synthesized N-alkylborazine is purified by a known purification method from the reaction solution obtained in the step of synthesizing the above-mentioned N-alkylborazine.

上記反応では、水素化ホウ素アルカリ、アミン塩、および副生する塩(AX)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液は、スラリー状である。精製する方法は特に制限されず、濾過、吸着、蒸発、蒸留などの方法が用いられうる。これらの方法は、単独で用いられてもよく、複数の方法を組み合わせてもよい。例えば、上述のスラリー状の反応液から蒸留(精留工程)を行ってもよく、前記スラリー状の反応液から濾過または蒸発す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(精留工程)を行ってもよい。または前記スラリー状の反応液から蒸留(粗蒸留工程)を行い、液体成分を濃縮した粗精製液(粗蒸留液)を得た後、蒸留(精留工程)を行ってもよい。   In the above reaction, since alkali borohydride, amine salt, and by-product salt (AX) all have low solubility in organic solvents, the reaction solution containing N-alkylborazine obtained by synthesis is in a slurry state. . The method for purification is not particularly limited, and methods such as filtration, adsorption, evaporation, and distillation can be used. These methods may be used singly or a plurality of methods may be combined. For example, distillation (rectification step) may be performed from the slurry-like reaction liquid described above, and after the liquid component and the solid component are completely separated by filtration or evaporation from the slurry-like reaction liquid, the liquid You may perform distillation (rectification process) about a component. Or after distilling (crude distillation process) from the said slurry-like reaction liquid and obtaining the crude refined liquid (crude distillate) which concentrated the liquid component, you may perform distillation (rectification process).

本発明においては、前記N−アルキルボラジンを含む液であり、かつアミンボランの含有量が前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下、好ましくは1mol%以下、より好ましくは0.5mol%以下の液を蒸留して精製を行う。または、前記N−アルキルボラジンを含む液(第1液)中に含まれるアミンボランの含有量を、N−アルキルボラジンに対して、3mol%以下、好ましくは1mol%以下、より好ましくは0.5mol%以下に低減させて得た液(第2液)を蒸留精製する。ここで、N−アルキルボラジンの含有量の値は、ガスクロマトグラフィーによって測定した値を、アミンボランの含有量の値は11B−NMRによって測定した値を採用するものとする。 In the present invention, the liquid contains N-alkylborazine, and the amine borane content is 3 mol% or less, preferably 1 mol% or less, more preferably 0.5 mol% or less with respect to the N-alkylborazine. Is purified by distillation. Alternatively, the content of amine borane contained in the N-alkylborazine-containing liquid (first liquid) is 3 mol% or less, preferably 1 mol% or less, more preferably 0.5 mol% with respect to N-alkylborazine. The liquid (second liquid) obtained by reducing to the following is purified by distillation. Here, the value measured by gas chromatography is used as the content value of N-alkylborazine, and the value measured by 11 B-NMR is used as the content value of amine borane.

通常の反応条件では、N−アルキルボラジンを含む反応後の液には、RNH−BHで表されるアミンボランが一定量含まれる場合がある。また、前記粗精製液にもアミンボランが含まれる場合がある。ここでRはアルキル基であり、反応原料であるアミン塩に由来するため、(RNHXに含まれるRと同じアルキル基である。アミンボランの生成経路については、定かではないが、水素化ホウ素アルカリとアミン塩との反応によって生成する反応中間体であると考えられる。アミンボランが含まれる前記N−アルキルボラジンを含む液を蒸留により精製する際、前記液が一定以上の温度に加熱されることによって、蒸留装置の冷却部などに析出物が生成すると考えられる。ただし、本発明の技術的範囲が、上記メカニズムによって生成したアミンボランによって限定されるものではない。 Under normal reaction conditions, a certain amount of amine borane represented by RNH 2 —BH 3 may be contained in the liquid after reaction containing N-alkylborazine. The crude purified solution may also contain amine borane. Here, R is an alkyl group and is the same alkyl group as R contained in (RNH 3 ) n X because it is derived from an amine salt that is a reaction raw material. The production route of amine borane is not clear, but is considered to be a reaction intermediate produced by the reaction between an alkali borohydride and an amine salt. When the liquid containing N-alkylborazine containing amine borane is purified by distillation, it is considered that precipitates are generated in the cooling unit of the distillation apparatus and the like when the liquid is heated to a certain temperature or higher. However, the technical scope of the present invention is not limited by the amine borane produced by the above mechanism.

前記N−アルキルボラジンを含む液を、蒸発または蒸留するために用いられうる装置は、特に限定されない。例えば、蒸留缶と凝縮器などを備えている装置(単蒸留装置)やさらに多段蒸留塔を有しかつ凝縮液の一部を塔頂に供給する装置などを備えている装置(多段蒸留装置)などが挙げられる。蒸留の方式は回分式(バッチ式)または連続式装置が好適である。   An apparatus that can be used for evaporating or distilling the liquid containing the N-alkylborazine is not particularly limited. For example, a device equipped with a distillation can and a condenser (single distillation device) or a device having a multistage distillation column and supplying a part of the condensate to the top of the column (multistage distillation device) Etc. The distillation method is preferably a batch type (batch type) or a continuous type device.

多段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、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、一般に用いられている蒸留塔が好適である。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。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。   In the case of a multistage distillation column, the number of stages of the distillation column is not particularly limited, but 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 suitable. 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. The number of distillation columns is not limited, and one or two distillation columns can be used.

蒸留条件については特に限定されず、目的とするN−アルキルボラジンに応じて適宜選択すればよい。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。   It does not specifically limit about distillation conditions, What is necessary is just to select suitably according to the target N-alkyl borazine. 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.

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.

蒸留温度は、好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点+100℃以下であり、より好ましくはN−アルキルボラジンの沸点+50℃以下である。特に好ましい条件としては、蒸留温度が、前記N−アルキルボラジンの標準沸点+15℃以下、より好ましくは前記N−アルキルボラジンの標準沸点+5℃以下、さらに好ましくは前記N−アルキルボラジンの標準沸点−5℃以下、さらにより好ましくは前記N−アルキルボラジンの標準沸点−15℃以下である。蒸留温度の下限値は、特に限定されないが、実際には20℃である。蒸留温度の値は、液を留出させている時の蒸留塔の塔底における温度を測定した値を用いる。ここで蒸留温度が前記N−アルキルボラジンの標準沸点+100℃以下とは、液を留出させている留出期間の少なくとも一部で蒸留温度が前記N−アルキルボラジンの標準沸点+100℃以下であることを意味する。本明細書中で留出期間とは、液を留出させている期間の合計を意味する。連続的に液を留出させる時は、液の留出開始から終了までの期間を意味し、間歇的に液を留出させる場合、例えば途中に全還流で保持する場合などは、液を留出させている期間の合計を意味し、全還流で保持している時間などは含まない。好ましくは、前記留出期間の50%以上、より好ましくは前記留出期間の80%以上、さらに好ましくは前記留出期間の90%以上、特に好ましくは前記留出期間の全体で、蒸留温度が前記N−アルキルボラジンの標準沸点+100℃以下である。この際、液の留出は、連続的であっても間歇的であってもよい。蒸留温度を上述の範囲に制御することで、蒸留中の副反応を効果的に抑制することができる。また、析出物の生成を抑制することが期待される。さらに、装置加熱部における用益費の低減や、装置への負荷を小さくすることによる設備費の低減などの効果が期待される。   The distillation temperature is preferably the normal boiling point of N-alkylborazine + 100 ° C. or less, more preferably the boiling point of N-alkylborazine + 50 ° C. or less. As particularly preferable conditions, the distillation temperature is the normal boiling point of the N-alkylborazine + 15 ° C. or less, more preferably the standard boiling point of the N-alkylborazine + 5 ° C. or less, and more preferably the standard boiling point of the N-alkylborazine-5. The normal boiling point of the N-alkylborazine is -15 ° C or less. The lower limit of the distillation temperature is not particularly limited, but is actually 20 ° C. As the value of the distillation temperature, a value obtained by measuring the temperature at the bottom of the distillation column when the liquid is distilled is used. Here, the distillation temperature is the normal boiling point of the N-alkylborazine + 100 ° C. or less. The distillation temperature is the standard boiling point of the N-alkylborazine + 100 ° C. or less in at least a part of the distillation period during which the liquid is distilled. Means that. In this specification, the distillation period means the total period during which the liquid is distilled. When the liquid is continuously distilled, it means the period from the start to the end of the liquid distillation.When the liquid is distilled intermittently, for example, when it is kept at a total reflux, the liquid is distilled. It means the total of the period that is taken out, and does not include the time for holding at total reflux. Preferably, the distillation temperature is 50% or more of the distillation period, more preferably 80% or more of the distillation period, more preferably 90% or more of the distillation period, particularly preferably the whole distillation period. The normal boiling point of the N-alkylborazine + 100 ° C. or lower. At this time, the distillation of the liquid may be continuous or intermittent. By controlling the distillation temperature within the above range, side reactions during distillation can be effectively suppressed. It is also expected to suppress the formation of precipitates. Furthermore, effects such as a reduction in utility costs in the apparatus heating unit and a reduction in equipment costs by reducing the load on the apparatus are expected.

蒸留塔における操作圧力は、好ましくは60kPa以下、より好ましくは40kPa以下、さらに好ましくは30kPa以下の高減圧下で行う。操作圧力は、好ましくは1.3kPa以上であり、より好ましくは1.5kPa以上であり、さらに好ましくは2.0kPa以上である。圧力は、蒸留塔の塔底における圧力を測定した値を用いる。圧力を上述の範囲に制御することで、N−アルキルボラジンと不純物などとの分離性が向上することが期待できるため、蒸留塔の段数を小さくすることによる設備費の低減や、還流比を小さくすることによる用益費の低減を図ることができる。   The operation pressure in the distillation tower is preferably 60 kPa or less, more preferably 40 kPa or less, and even more preferably 30 kPa or less under a high reduced pressure. The operating pressure is preferably 1.3 kPa or more, more preferably 1.5 kPa or more, and further preferably 2.0 kPa or more. As the pressure, a value obtained by measuring the pressure at the bottom of the distillation column is used. By controlling the pressure within the above range, it can be expected that the separation between N-alkylborazine and impurities will be improved. Therefore, the equipment cost can be reduced by reducing the number of stages of the distillation column, and the reflux ratio can be reduced. By doing so, the utility cost can be reduced.

さらに、蒸留時の温度および圧力を所定の範囲に制御することによって、蒸留中の副反応を抑制することができる。操作圧力は、好ましくは1.3〜60kPa、より好ましくは1.5〜40kPa、さらに好ましくは2.0〜30kPaである。同時に蒸留温度を、合成されたN−アルキルボラジンの標準沸点+100℃以下、より好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点+50℃以下に制御する。特に好ましい条件は、N−アルキルボラジンの標準沸点+15℃以下であり、特により好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点+5℃以下であり、特にさらに好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点−5℃以下であり、最も好ましくはN−アルキルボラジンの標準沸点−15℃以下である。ここで、圧力は、蒸留塔の塔底における圧力を測定した値を用いる。また、温度は、留出時の蒸留塔の塔底における温度を測定した値を用いる。温度および圧力を上述の範囲に制御することによって、蒸留中の副反応を抑制でき、析出物の生成を抑制することが期待される。また、装置加熱部における用益費の低減や、装置への負荷を小さくすることによる設備費の低減などの効果が期待される。さらにN−アルキルボラジンと不純物などとの分離性が向上することが期待できるため、蒸留塔の段数を小さくすることによる設備費の低減や、還流比を小さくすることによる用益費の低減を図ることができる。例えば、N−アルキルボラジンとして、N,N’,N”−トリメチルボラジン(標準沸点133℃)を、溶媒であるトリグライムから蒸留精製する場合、蒸留温度は、好ましくは20〜233℃であり、より好ましくは20〜183℃である。特に好ましい条件は、蒸留温度が20〜148℃であり、特により好ましくは20〜138℃であり、特にさらに好ましくは20〜128℃であり、最も好ましくは20〜118℃である。圧力は、好ましくは1.3〜60kPa、より好ましくは1.5〜40kPa、さらに好ましくは2.0〜30kPaの減圧下で蒸留精製する。上述の温度、圧力を共に満たす条件下で蒸留精製を行うことが特に好ましい。高純度のN−アルキルボラジンを高い回収率で得るためには、上述の条件下で少なくとも1回多段蒸留を行うことが好ましい。   Furthermore, side reactions during distillation can be suppressed by controlling the temperature and pressure during the distillation to a predetermined range. The operating pressure is preferably 1.3 to 60 kPa, more preferably 1.5 to 40 kPa, and even more preferably 2.0 to 30 kPa. At the same time, the distillation temperature is controlled to the standard boiling point of the synthesized N-alkylborazine + 100 ° C. or lower, more preferably the standard boiling point of N-alkylborazine + 50 ° C. or lower. Particularly preferred conditions are the normal boiling point of N-alkylborazine + 15 ° C. or less, particularly preferably the normal boiling point of N-alkylborazine + 5 ° C. or less, and even more preferably the standard boiling point of N-alkylborazine-5 ° C. or less. Most preferably, the N-alkylborazine has a normal boiling point of -15 ° C or lower. Here, a value obtained by measuring the pressure at the bottom of the distillation column is used as the pressure. Moreover, the temperature uses the value which measured the temperature in the tower bottom of the distillation tower at the time of distillation. By controlling the temperature and pressure within the above-mentioned ranges, side reactions during distillation can be suppressed, and it is expected to suppress the formation of precipitates. In addition, effects such as reduction in utility cost in the apparatus heating unit and reduction in equipment cost by reducing the load on the apparatus are expected. Furthermore, since it can be expected that the separation between N-alkylborazine and impurities will be improved, the equipment cost can be reduced by reducing the number of stages of the distillation column, and the utility cost can be reduced by reducing the reflux ratio. Can do. For example, when N, N ′, N ″ -trimethylborazine (standard boiling point 133 ° C.) is distilled and purified from triglyme as a solvent as N-alkylborazine, the distillation temperature is preferably 20 to 233 ° C. The temperature is preferably 20 to 183 ° C. The particularly preferable condition is that the distillation temperature is 20 to 148 ° C., particularly preferably 20 to 138 ° C., particularly more preferably 20 to 128 ° C., and most preferably 20 The pressure is preferably 1.3 to 60 kPa, more preferably 1.5 to 40 kPa, and even more preferably 2.0 to 30 kPa by distillation under reduced pressure, satisfying both the above temperature and pressure. It is particularly preferred to carry out distillation purification under the conditions, in order to obtain a high purity N-alkylborazine with a high recovery rate, at least under the above conditions. It is preferable to perform one multi-stage distillation.

上述の温度および圧力条件で効率よく蒸留を行うためには、好ましくは、反応後のN−アルキルボラジンを含む液を、粗蒸留工程などにおいてN−アルキルボラジンの含有量を30質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上にした液を用いる。特にN−アルキルボラジンよりも標準沸点の高い溶媒を用いる場合、蒸留する液に含まれるN−アルキルボラジンの含有量が高いほど、蒸留時の温度を低く抑えることができるため、蒸留中の副反応を抑制することができる。また、析出物の生成を抑制することが期待される。さらに、高品質のN−アルキルボラジンが取得できる。加えて、溶液の量を減らすことによって、精留工程で蒸留缶の大きさを小さくすることができるため、設備費や用益費を低減することができる。   In order to perform distillation efficiently under the above-described temperature and pressure conditions, it is preferable that the liquid containing N-alkylborazine after the reaction has a N-alkylborazine content of 30% by mass or more in a crude distillation step or the like. Preferably, a liquid having a mass of 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more is used. In particular, when using a solvent having a higher normal boiling point than N-alkylborazine, the higher the content of N-alkylborazine contained in the liquid to be distilled, the lower the temperature during distillation. Can be suppressed. It is also expected to suppress the formation of precipitates. Furthermore, high quality N-alkylborazine can be obtained. In addition, by reducing the amount of the solution, the size of the distillation can can be reduced in the rectification process, so that the equipment cost and the utility cost can be reduced.

その他の蒸留条件は、公知の蒸留条件に従えばよい。   Other distillation conditions may follow known distillation conditions.

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、濾過材の材質についても、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過材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。   The conditions for 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 medium is not particularly limited. However, considering the reactivity of the borazine compound to be synthesized, it is preferable to use a filter medium 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.

吸着の条件は、特に限定されない。例えば、イオン交換樹脂などの吸着剤を用いる。吸着剤による処理は、回分式(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、含まれる不純物などの含有量に応じて適宜選択すればよい。   The conditions for adsorption are not particularly limited. For example, an adsorbent such as an ion exchange resin is used. The treatment with the adsorbent may be a batch type (batch type) or a continuous type, and can be used in any combination of a fluidized bed and a 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. The adsorption time and the amount of adsorbent used may be appropriately selected according to the content of impurities contained therein.

本発明の第2における、アミンボランの含有量を低減させた第2液を得る工程においては、特に限定されないが、例えば、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液に、さらにアミン塩を追加して、前記N−アルキルボラジンを含む液に含まれるアミンボランを低減させる方法を用いてもよい。この際、アミン塩は、好ましくは、前記N−アルキルボラジンを含む液に含まれるアミンボラン1モルに対して0.01〜100モル、より好ましくは0.05〜50モル加え、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは0.5〜12時間、好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜200℃で反応させる。アミン塩は、好ましくは、反応時に用いたアミン塩と同じものを用いる。アミン塩の添加方法に関しては特に限定されないが、直接前記第1液に固体のまま添加してもよく、上述と同様の溶媒と混合した後にスラリーや溶液として前記第1液に加えてもよい。上述のアミン塩の追加の操作を2〜50回繰り返してもよい。 In the second step of the present invention, the step of obtaining the second liquid in which the content of amine borane is reduced is not particularly limited. For example, an amine salt is further added to the first liquid that is a liquid containing the N-alkylborazine. In addition, a method of reducing amine borane contained in the liquid containing the N-alkylborazine may be used. In this case, the amine salt is preferably added in an amount of 0.01 to 100 mol, more preferably 0.05 to 50 mol, preferably 0.5 to 1 mol of amine borane contained in the liquid containing N-alkylborazine. The reaction is performed for -24 hours, more preferably 0.5-12 hours, preferably 20-250 ° C, more preferably 50-200 ° C. The amine salt is preferably the same as the amine salt used during the reaction. Although it does not specifically limit regarding the addition method of an amine salt, You may add to the said 1st liquid directly with a solid, and after mixing with the solvent similar to the above, you may add to the said 1st liquid as a slurry or a solution. You may repeat the additional operation of the above-mentioned amine salt 2 to 50 times.

または、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液から、蒸留(粗蒸留工程)によってアミンボランを除去する。蒸留装置や蒸留条件は好ましくは前述のものが適用されうる。蒸留(粗蒸留工程)で得られる留分中のN−アルキルボラジンの含有量を、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上にすることで、前記N−アルキルボラジンを含む液に含まれるアミンボランの含有量を所定の値以下にすることができる。   Alternatively, amine borane is removed from the first liquid, which is a liquid containing the N-alkylborazine, by distillation (coarse distillation step). As the distillation apparatus and distillation conditions, those described above can be preferably applied. The content of N-alkylborazine in the fraction obtained by distillation (crude distillation step) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. The content of amine borane contained in the liquid containing N-alkylborazine can be reduced to a predetermined value or less.

アミンボランの含有量を低減させた第2液を得る工程は、前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液の前述の条件下での保持、アミン塩の追加、または蒸留(粗蒸留工程)を単独で行っても、これらのうち2つ以上を組み合わせて行ってもよい。   The step of obtaining the second liquid in which the content of amine borane is reduced is the retention of the first liquid, which is a liquid containing the N-alkylborazine, under the above-mentioned conditions, addition of an amine salt, or distillation (crude distillation step). May be performed alone, or two or more of these may be combined.

粗蒸留工程は、反応後、後述の精留工程までの蒸留工程を意味する。粗蒸留工程は、単蒸留装置を用いた蒸留(単蒸留)であっても、多段蒸留装置を用いた蒸留(多段蒸留)であっても、これらの組み合わせでもよい。粗蒸留工程の回数は特に制限されないが、好ましくは1回以上行う。ここで、単蒸留は、単蒸留装置を用いた蒸留であればよい。例えば、蒸留装置の一部において熱損失が起こり、わずかながら還流が起こって真の単蒸留ではなくなる場合があるが、この場合も単蒸留に含まれるものとする。   A rough distillation process means the distillation process to the rectification process mentioned later after reaction. The crude distillation step may be distillation using a single distillation apparatus (single distillation), distillation using a multistage distillation apparatus (multistage distillation), or a combination thereof. The number of rough distillation steps is not particularly limited, but is preferably performed once or more. Here, the simple distillation may be distillation using a simple distillation apparatus. For example, heat loss may occur in a part of the distillation apparatus, and a slight reflux may occur, which is not true simple distillation. This case is also included in simple distillation.

粗蒸留工程では、反応後の液に含まれるN−アルキルボラジンのうち、少なくとも50質量%以上を留分として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。   In the crude distillation step, it is preferable that at least 50% by mass or more of N-alkylborazine contained in the liquid after the reaction is recovered as a fraction, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. to recover.

精留工程は、最後の蒸留工程であり、例えば、スラリー状の反応液や前述の粗蒸留工程で得られる留分について蒸留を行う。精留工程に用いられうる蒸留装置は、多段式蒸留塔を有する回分式(バッチ式)蒸留装置または連続式蒸留装置が好適である。蒸留装置、還流比、蒸留温度、蒸留圧力などの蒸留条件は前述のものが適用されうる。   The rectification step is the final distillation step, and for example, distillation is performed on the slurry-like reaction liquid and the fraction obtained in the above-described rough distillation step. The distillation apparatus that can be used in the rectification step is preferably a batch (batch type) distillation apparatus or a continuous distillation apparatus having a multistage distillation column. As the distillation conditions such as the distillation apparatus, reflux ratio, distillation temperature, distillation pressure, etc., those described above can be applied.

蒸留精製は、連続式蒸留装置を用いても、バッチ式蒸留装置を用いて行ってもよいが、バッチ式蒸留装置を用いる場合には、一定圧力の条件下では蒸留操作の進行に伴って塔底の液中のN−アルキルボラジンの含有量が低下するため、N−アルキルボラジンよりも標準沸点の高い溶媒を用いて合成を行った場合には、留出率が高くなるにつれて蒸留温度が徐々に高くなる。ここで、留出率とは、蒸留する液(仕込み液)中のN−アルキルボラジンの質量に対する留出液中のN−アルキルボラジンの質量を意味する。蒸留温度の上昇を抑えるために、蒸留操作の進行に伴って蒸留時の圧力を段階的に低くしてもよい。   Distillation purification may be performed using a continuous distillation apparatus or a batch distillation apparatus. However, when a batch distillation apparatus is used, the column is distilled as the distillation operation proceeds under a constant pressure condition. Since the content of N-alkylborazine in the bottom liquid is lowered, when synthesis is performed using a solvent having a higher normal boiling point than N-alkylborazine, the distillation temperature gradually increases as the distillation rate increases. To be high. Here, the distillation rate means the mass of N-alkylborazine in the distillate with respect to the mass of N-alkylborazine in the liquid to be distilled (feeding liquid). In order to suppress an increase in distillation temperature, the distillation pressure may be lowered stepwise as the distillation operation proceeds.

上述のように、アミンボランの濃度の含有量が所定の値以下の液を蒸留精製することによって、蒸留時に冷却器や留出ラインに析出物が付着したり蒸留塔が閉塞するこことがなく安定運転が可能になり、純度99.7質量%以上の高純度のN−アルキルボラジンを高い回収率で得ることができる。   As mentioned above, by distilling and purifying a solution having a concentration of amine borane below the specified value, it is stable without deposits adhering to the cooler or distillation line or clogging the distillation column during distillation. Operation becomes possible, and high-purity N-alkylborazine having a purity of 99.7% by mass or more can be obtained with a high recovery rate.

本発明によって提供されるN−アルキルボラジンは、好ましくは、アミンボランの含有量がN−アルキルボラジンに対して、好ましくは0.5mol%以下であり、より好ましくは0.3mol%以下であり、さらに好ましくは0.1mol%以下である。複数種のアミンボランが混入する場合、各成分の含有量の合計量が上記範囲であることが好ましい。ここで、N−アルキルボラジンの含有量の値はガスクロマトグラフィーによって測定した値を、アミンボランの含有量の値は11B−NMRによって測定した値を採用するものとする。 The N-alkylborazine provided by the present invention preferably has an amine borane content of preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.3 mol% or less, based on N-alkylborazine, Preferably it is 0.1 mol% or less. When multiple types of amine boranes are mixed, the total content of each component is preferably in the above range. Here, the value measured by gas chromatography is used as the content value of N-alkylborazine, and the value measured by 11 B-NMR is used as the content value of amine borane.

本発明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99.70質量%以上であり、より好ましくは99.90質量%以上であり、特に好ましくは99.92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 present invention preferably has a purity of 99.70% by mass or more, more preferably 99.90% by mass or more, and particularly preferably 99.92% by mass or more. 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.

本発明の第3は、N−アルキルボラジン、アミンボラン、および溶媒を含み、前記アミンボランの含有量が前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下である液である。前記液は、前記アミンボランの含有量が、前記N−アルキルボラジンの含有量に対して、好ましくは3mol%以下であり、より好ましくは1mol%以下であり、特に好ましくは0.5mol%以下である。ここで、液中に含まれる前記N−アルキルボラジンの含有量の値は、ガスクロマトグラフィーによって測定した値を、前記アミンボランの含有量の値は、11B−NMRによって測定した値を採用するものとする。 A third aspect of the present invention is a liquid containing N-alkylborazine, amine borane, and a solvent, and the content of the amine borane is 3 mol% or less with respect to the N-alkylborazine. In the liquid, the amine borane content is preferably 3 mol% or less, more preferably 1 mol% or less, and particularly preferably 0.5 mol% or less with respect to the N-alkylborazine content. . Here, the content value of the N-alkylborazine contained in the liquid is a value measured by gas chromatography, and the content value of the amine borane is a value measured by 11 B-NMR. And

本発明の第1の製造方法、本発明の第2の製造方法または本発明の第3の液を用いると、蒸留精製時に、冷却器や留出ラインに析出物が付着することを防ぐことができる。そのため、析出物の付着、蓄積による蒸留塔の閉塞が生じないため、析出物の除去、洗浄などのために蒸留を停止する必要がなく、安定運転が可能となり、高い生産性でN−アルキルボラジンの製造を行うことができる。さらに、純度99.7質量%以上のN−アルキルボラジンを高い回収率で得ることができる。   When the first production method of the present invention, the second production method of the present invention or the third liquid of the present invention is used, it is possible to prevent deposits from adhering to a cooler or a distillation line during distillation purification. it can. For this reason, the distillation column does not clog due to deposition and accumulation of deposits, so there is no need to stop distillation for removal of precipitates, washing, etc., stable operation is possible, and N-alkylborazine is highly productive. Can be manufactured. Furthermore, N-alkylborazine having a purity of 99.7% by mass or more can be obtained with a high recovery rate.

本発明の第4は、アミンボランの含有量がN−アルキルボラジンに対して0.5mol%以下である、N−アルキルボラジンである。アミンボランの含有量は、より好ましくは0.3mol%以下であり、さらに好ましくは0.1mol%以下である。複数種のアミンボランが混入する場合、各成分の含有量の合計量が上記範囲であることが好ましい。ここで、N−アルキルボラジンの含有量の値はガスクロマトグラフィーによって測定した値を、アミンボランの含有量の値は、11B−NMRによって測定した値を採用するものとする。 4th of this invention is N-alkyl borazine whose content of amine borane is 0.5 mol% or less with respect to N-alkyl borazine. The content of amine borane is more preferably 0.3 mol% or less, and still more preferably 0.1 mol% or less. When multiple types of amine boranes are mixed, the total content of each component is preferably in the above range. Here, the value measured by gas chromatography is used as the content value of N-alkylborazine, and the value measured by 11 B-NMR is used as the content value of amine borane.

本発明のN−アルキルボラジンは、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 N-alkylborazine 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.

<実施例1>
(反応工程1)
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8.40kg、溶媒として、トリグライム30.1kgを仕込み、150℃まで昇温した。その後、水素化ホウ素アルカリである水素化ホウ素ナトリウム5.25kgと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時間熟成した。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。得られた反応液にはN,N’,N”−トリメチルボラジンが4.5kg含まれていた。反応液中のN,N’,N”−トリメチルボラジンに対するアミンボランの含有量は10mol%であった。
<Example 1>
(Reaction step 1)
A 100 L reaction liquid equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 8.40 kg of dried methylamine hydrochloride as an amine salt and 30.1 kg of triglyme as a solvent were charged, and the temperature was raised to 150 ° C. Thereafter, a mixture of 5.25 kg of sodium borohydride as an alkali borohydride and 22.2 kg of triglyme as a solvent was fed over 7.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 170 ° C., followed by aging for 2 hours. Hydrogen produced during the reaction was cooled in a reflux tube and then removed out of the system. The obtained reaction liquid contained 4.5 kg of N, N ′, N ″ -trimethylborazine. The content of amine borane relative to N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the reaction liquid was 10 mol%. It was.

(粗蒸留工程1:単蒸留)
上記(反応工程1)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、塔底圧力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を6.7kg留出させた。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度は65質量%であった。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンに対するアミンボランの含有量は5mol%であった。
(Rough distillation process 1: Simple distillation)
N, N ′, N ″ -trimethylborazine was concentrated from the reaction solution obtained in the above (Reaction Step 1) by distillation. As a crude distillation, the reaction solution was heated at a tower bottom pressure of 13 kPa, and N, N ′. 6.7 kg of a fraction containing N, N "-trimethylborazine was distilled off. The concentration of N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the fraction was 65% by mass. The content of amine borane relative to N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the fraction was 5 mol%.

(第2液を得る工程1:アミン塩追加)
上記(粗蒸留工程1:単蒸留)にて得られた留分1.3kgとメチルアミン塩酸塩13gを140℃で6h反応させた。反応前後のN−アルキルボラジンに対するアミンボランの量は5mol%から0.5mol%未満になっていることがわかった。
(Step 2 for obtaining the second liquid: addition of an amine salt)
1.3 kg of the fraction obtained in the above (crude distillation step 1: simple distillation) and 13 g of methylamine hydrochloride were reacted at 140 ° C. for 6 hours. It was found that the amount of amine borane relative to N-alkylborazine before and after the reaction was 5 mol% to less than 0.5 mol%.

(精留工程1:多段蒸留)
上記(第2液を得る工程1:アミン塩追加)後の液体成分を用いて、内径32mm、10段のガラス製オルダーショウ蒸留塔(棚段塔)にて精留を行った。上記留分1.2kgを塔底に仕込み、塔底圧力として28kPa、還流比2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94%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99.7質量%以上ある留分は留出率25%から93%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.7質量%以上ある留分の回収率は68%であった。冷却器への析出物の付着はほとんど観察されなかった。
(Rectification process 1: Multistage distillation)
Using the liquid component after the above (Step 1 for obtaining the second liquid 1: addition of amine salt), rectification was carried out in an Oldershaw distillation column (plate column) having an inner diameter of 32 mm and 10 stages. The above-mentioned fraction of 1.2 kg is charged to the tower bottom, the bottom pressure is 28 kPa, the reflux ratio is 2, and the distillation rate is 94% with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged liquid. The fraction with N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.7% by mass or more has a distillation rate of 25% to 93%, and N, N ′, N ″ -trimethylborazine The recovery rate of the fraction having a concentration of 99.7% by mass or more was 68%, and adhesion of precipitates to the cooler was hardly observed.

N,N’,N”−トリメチルボラジンの含有量は、ガスクロマトフィーによって測定した。測定条件は以下の通りである。   The content of N, N ′, N ″ -trimethylborazine was measured by gas chromatography. Measurement conditions are as follows.

Figure 0005546723
Figure 0005546723

また、アミンボランの含有量は、11B−NMRによって測定した。測定条件は以下の通りである。 The content of amine borane was measured by 11 B-NMR. The measurement conditions are as follows.

Figure 0005546723
Figure 0005546723

<実施例2>
(反応工程2)
実施例1の(反応工程1)と同様に行った。
<Example 2>
(Reaction step 2)
The same procedure as in (Reaction step 1) of Example 1 was performed.

(第2液を得る工程2(粗蒸留工程2):蒸留(単蒸留))
上記(反応工程2)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。塔底圧力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を4.5kg留出させた。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度は90質量%であった。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンに対するアミンボランの量は1mol%になっていることがわかった。
(Step 2 for obtaining the second liquid (crude distillation step 2): distillation (simple distillation))
N, N ′, N ″ -trimethylborazine was concentrated from the reaction solution obtained in the above (reaction step 2) by distillation. The reaction solution was heated at a tower bottom pressure of 13 kPa, and N, N ′, N ″ — 4.5 kg of a fraction containing trimethylborazine was distilled off. The concentration of N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the fraction was 90% by mass. The amount of amine borane relative to N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the fraction was 1 mol%. I understood.

(精留工程2:多段蒸留)
上記(第2液を得る工程2(粗蒸留工程2):蒸留(単蒸留))で得られた留分を用いて、内径32mm、10段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて精留を行った。上記留分1.2kgを塔底に仕込み、塔底圧力として28kPa、還流比2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81%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99.7質量%以上ある留分は、留出率23%から81%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.7質量%以上ある留分の回収率は58%であった。冷却器への析出物の付着はほとんど観察されなかった。
(Rectification process 2: Multistage distillation)
Using the fraction obtained in the above (Step 2 for obtaining the second liquid (crude distillation step 2): distillation (simple distillation)), rectification was performed in a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 10 stages. . The above-mentioned fraction of 1.2 kg was charged into the column bottom, the column bottom pressure was 28 kPa, the reflux ratio was 2, and the distillation rate was 81 with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged solution. The fraction having a N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.7% by mass or more has a distillation rate of 23% to 81%, and N, N ′, N ″ − The recovery rate of the fraction having a trimethylborazine concentration of 99.7% by mass or more was 58%, and adhesion of precipitates to the cooler was hardly observed.

<実施例3>
(反応工程3)
実施例1の(反応工程1)と同様に行った。
<Example 3>
(Reaction step 3)
The same procedure as in (Reaction step 1) of Example 1 was performed.

(粗蒸留工程3−1:単蒸留)
実施例1の(粗蒸留工程1:単蒸留)と同様に行った。
(Rough distillation step 3-1: Simple distillation)
The same procedure as in Example 1 (crude distillation step 1: simple distillation) was performed.

(第2液を得る工程3(粗蒸留工程3−2):蒸留(多段蒸留))
上記(粗蒸留工程3−1:単蒸留)にて得られた留分について、内径32mm、5段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて蒸留を行った。上記留分1.7kgを塔底に仕込み、塔底圧力として7kPa、還流比1にて、N,N’,N”−トリメチルボラジンを含んだ留分を1.1kg留出させた。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度は99質量%であった。留分中のN,N’,N”−トリメチルボラジンに対するアミンボランの量は5mol%から0.5mol%未満になっていることがわかった。
(Step 3 for obtaining the second liquid (crude distillation step 3-2): distillation (multistage distillation))
The fraction obtained in the above (coarse distillation step 3-1: simple distillation) was distilled in a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 5 stages. 1.7 kg of the above fraction was charged into the column bottom, and 1.1 kg of a fraction containing N, N ′, N ″ -trimethylborazine was distilled at a column bottom pressure of 7 kPa and a reflux ratio of 1. The concentration of N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the mixture was 99% by mass. It was found that the amount of amine borane relative to N, N ′, N ″ -trimethylborazine in the fraction was 5 mol% to less than 0.5 mol%.

(精留工程3:多段蒸留)
上記(第2液を得る工程3(粗蒸留工程3−2):蒸留(多段蒸留))にて得られた留分を用いて、内径32mm、10段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて精留を行った。上記留分1.1kgを塔底に仕込み、塔底圧力として8kPa、還流比2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86%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99.7質量%以上ある留分は、留出率19%から86%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.7質量%以上ある留分の回収率は67%であった。本留取得時の冷却器への析出物の付着は観察されなかった。
(Rectification process 3: Multistage distillation)
Using the fraction obtained in the above (Step 2 for obtaining the second liquid (crude distillation step 3-2): distillation (multi-stage distillation)), rectification was performed in a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 10 stages. Went. 1.1 kg of the above fraction was charged into the column bottom, the column bottom pressure was 8 kPa, the reflux ratio was 2, and the distillation rate was 86 with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged solution. The fraction having a N, N ′, N ″ -trimethylborazine concentration of 99.7% by mass or more has a distillation rate of 19% to 86%, and N, N ′, N ″ − The recovery rate of the fraction having a trimethylborazine concentration of 99.7% by mass or more was 67%, and no deposits were observed on the cooler when the main distillate was obtained.

<比較例>
実施例1における(粗蒸留工程1:単蒸留)にて得られた留分(N−アルキルボラジンに対するアミンボランの含有量:5mol%)を、内径32mm、10段のガラス製オルダーショウ蒸留塔にて精留(精留工程)を行った。1.2kgを塔底に仕込み、塔底圧力として28kPa、還流比2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96%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99.7質量%以上ある留分は留出率27%から68%であり、N,N’,N”−トリメチルボラジンの濃度が99.7質量%以上ある留分の回収率は41%であった。冷却器へは析出物が付着した。
<Comparative example>
The fraction (content of amine borane with respect to N-alkylborazine: 5 mol%) obtained in (Coarse distillation step 1: simple distillation) in Example 1 was purified with a glass Oldershaw distillation column having an inner diameter of 32 mm and 10 stages. Distillation (rectification process) was performed. 1.2 kg is charged to the bottom of the tower, the bottom pressure is 28 kPa, and the reflux ratio is 2. Until the distillation rate reaches 96% with respect to the mass of N, N ′, N ″ -trimethylborazine contained in the charged liquid. The fraction having a concentration of 99.7% by mass or more of N, N ′, N ″ -trimethylborazine has a distillation rate of 27% to 68%, and the concentration of N, N ′, N ″ -trimethylborazine is The recovery rate of the fraction having 99.7% by mass or more was 41%, and deposits adhered to the cooler.

以上の実施例および比較例に示す結果から、アミンボランの含有量が所定の値以下の液を蒸留精製することによって、冷却器への析出物の付着を抑制できることがわかる。   From the results shown in the above Examples and Comparative Examples, it can be seen that the deposition of precipitates on the cooler can be suppressed by distilling and purifying a liquid having an amine borane content of a predetermined value or less.

Claims (2)

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と、(RNHX(Rはアルキル基であり、Xは硫酸基またはハロゲン原子であり、nは1または2である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてN−アルキルボラジンを合成する工程を含むN−アルキルボラジンの製造方法であって、
前記N−アルキルボラジンを含む液である第1液から、前記第1液にさらにアミン塩を追加する方法か、または、前記第1液から蒸留によってアミンボランを除去する方法によって、RNH−BH(Rはアルキル基である)で表されるアミンボランの含有量を前記N−アルキルボラジンに対して3mol%以下に低減させた第2液を得る工程、および前記第2液から蒸留精製によってN−アルキルボラジンを精製する工程を含む、N−アルキルボラジンの製造方法。
An alkali borohydride represented by ABH 4 (A is a lithium atom, a sodium atom or a potassium atom) and (RNH 3 ) n X (R is an alkyl group, X is a sulfate group or a halogen atom) , N is 1 or 2, and a method for producing N-alkylborazine comprising a step of synthesizing N-alkylborazine by reacting with an amine salt in a solvent,
From the first liquid, which is a liquid containing the N-alkylborazine, a method of adding an amine salt to the first liquid, or a method of removing amine borane by distillation from the first liquid, RNH 2 —BH 3 A step of obtaining a second liquid in which the content of amine borane represented by (R is an alkyl group) is reduced to 3 mol% or less with respect to the N-alkylborazine, and N- A method for producing N-alkylborazine, comprising a step of purifying alkylborazine.
前記第1液から前記第2液を得る工程が、前記第1液を1.3〜60kPaの圧力下で蒸留することを含む、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the step of obtaining the second liquid from the first liquid includes distillation of the first liquid under a pressure of 1.3 to 60 kPa.
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