JP6679527B2 - トリアルキルガリウム化合物の調製方法 - Google Patents
トリアルキルガリウム化合物の調製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6679527B2 JP6679527B2 JP2017054179A JP2017054179A JP6679527B2 JP 6679527 B2 JP6679527 B2 JP 6679527B2 JP 2017054179 A JP2017054179 A JP 2017054179A JP 2017054179 A JP2017054179 A JP 2017054179A JP 6679527 B2 JP6679527 B2 JP 6679527B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gacl
- reaction
- reaction mixture
- compound
- gallium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 78
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 72
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 75
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 47
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 29
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 22
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 claims description 15
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 9
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 7
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 5
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 54
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 47
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 38
- 239000000047 product Substances 0.000 description 37
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 27
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 26
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 23
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 23
- -1 alkylaluminum compound Chemical class 0.000 description 20
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 18
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 15
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 12
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 125000005234 alkyl aluminium group Chemical group 0.000 description 8
- 230000002152 alkylating effect Effects 0.000 description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 7
- 125000006527 (C1-C5) alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- HYZXMVILOKSUKA-UHFFFAOYSA-K chloro(dimethyl)alumane;dichloro(methyl)alumane Chemical compound C[Al](C)Cl.C[Al](Cl)Cl HYZXMVILOKSUKA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OWQWEJKPOUNPPG-UHFFFAOYSA-M chloro(dimethyl)gallane Chemical compound C[Ga](C)Cl OWQWEJKPOUNPPG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000002259 gallium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000001035 methylating effect Effects 0.000 description 4
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CMAOLVNGLTWICC-UHFFFAOYSA-N 2-fluoro-5-methylbenzonitrile Chemical compound CC1=CC=C(F)C(C#N)=C1 CMAOLVNGLTWICC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 description 3
- 229940100198 alkylating agent Drugs 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- JGHYBJVUQGTEEB-UHFFFAOYSA-M dimethylalumanylium;chloride Chemical compound C[Al](C)Cl JGHYBJVUQGTEEB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KAXRWMOLNJZCEW-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-(2-aminophenyl)-4-oxobutanoic acid;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.OC(=O)C(N)CC(=O)C1=CC=CC=C1N KAXRWMOLNJZCEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016467 AlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007818 Grignard reagent Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- SPIUPAOJDZNUJH-UHFFFAOYSA-N diethylmercury Chemical compound CC[Hg]CC SPIUPAOJDZNUJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATZBPOVXVPIOMR-UHFFFAOYSA-N dimethylmercury Chemical compound C[Hg]C ATZBPOVXVPIOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JOTBHEPHROWQDJ-UHFFFAOYSA-N methylgallium Chemical compound [Ga]C JOTBHEPHROWQDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- RSCASNFKRQQQDK-UHFFFAOYSA-N tritert-butylgallane Chemical compound CC(C)(C)[Ga](C(C)(C)C)C(C)(C)C RSCASNFKRQQQDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
R3Ga
(式中、Rは、C1〜C5−アルキル基、好ましくはメチルまたはエチルである)
を有する。
GaCl3+3R3Al→R3Ga+3R2AlCl (1)
を参照されたい。
R3Ga
(式中、Rは、C1〜C5−アルキル基である)
で示されるトリアルキルガリウム化合物の調製方法に関する。本方法は、以下の工程、すなわち、
a)補助ベースとしての少なくとも2種のアルカリ金属ハロゲン化物の存在下で三塩化ガリウム(GaCl3)とRaAlClb型(式中、Rは、C1〜C5−アルキル基であり、a=1、2、または3であり、b=0、1、または2であり、かつ和a+b=3である)のアルキルアルミニウム化合物とを反応させる工程と、
b)反応混合物を120〜250℃の範囲内の温度に加熱すると同時に分離器を介して反応混合物からトリアルキルガリウム化合物(R3Ga)を分離する工程であって、分離器は、反応混合物中の形成されたRcGaCld型(式中、Rは、C1〜C5−アルキル基であり、c、d=1または2であり、かつc+d=3である)の最も揮発性の部分アルキル化生成物の沸点よりも30℃超低い、好ましくは60℃超低い温度で操作される、工程と、
を含む。
c)反応混合物を165℃〜350℃の範囲内の温度に加熱して、反応混合物から残存するトリアルキルガリウム化合物(R3Ga)および部分アルキル化生成物(RcGaCld)を分離する工程、
をさらに含みうる。
d)さらなるトリアルキルガリウム化合物を生成するために、工程c)で得られたRcGaCld型の部分アルキル化生成物を工程a)の反応混合物で再使用する工程、
をさらに含みうる。
本発明に係る方法では、アルキルアルミニウム化合物は、三塩化ガリウムに対して化学量論的等価量または過剰量で使用可能である。本特許出願で用いられる「当量」という用語は、化学量論比に対して出発材料のモル量基準のモル比を意味する。トリアルキルガリウム化合物の調製では、好ましい選択肢として、三塩化ガリウム1当量あたり1〜5当量、とくに好ましくは1〜3当量のアルキルアルミニウム化合物を使用することが挙げられる。とくに好ましい実施形態では、三塩化ガリウム1当量あたり1当量のアルキルアルミニウムセスキクロリドが使用される。
三塩化ガリウムとアルキル化試薬との反応後、反応混合物は、トリアルキルガリウム化合物(R3Ga)の形成および分離のために、工程b)で120℃〜250℃の範囲内、好ましくは125℃〜200℃の範囲内の温度に加熱される。
GaCl3+Me3Al2Cl3+2Na/KCl→Me3Ga+2Na/KAlCl4 (2)
GaCl3+Me3Al2Cl3+2Na/KCl→Me2GaCl+Na/KMeAlCl3+Na/KAlCl4 (3)
Me2GaCl+Na/KMeAlCl3→Me3Ga+Na/KAlCl4 (4)
本発明に係る方法の工程b)のトリアルキルガリウム化合物の単離が終了した後、反応混合物は、工程c)で165℃〜350℃の範囲内の温度、好ましくは180℃〜250℃の範囲内の温度にさらに加熱されうる。この際、残存するトリアルキルガリウム化合物(R3Ga)および部分アルキル化生成物RcGaCldは、反応混合物から分離される。この単離は、好ましくは減圧を適用して、蒸留により行われる。好ましい選択肢としては、1〜10−3mbarの範囲内の微真空〜高真空を選択することが挙げられる。これにより、反応混合物からすべての揮発性化合物を実質的に完全に除去することが可能であり、補助ベースと反応で形成された塩化アルミニウムとから形成された完全無機塩溶融物が残留物として残存する。
本方法の好ましい変形形態では、工程c)で反応混合物からの分離により単離された部分アルキル化生成物(RcGaCld)(一般的には、少量のトリアルキルガリウム化合物(R3Ga)との混合物で存在する)は、工程d)でさらなるバッチで再使用される。この際、プロセス工程a)の三塩化ガリウム(GaCl3)は、RcGaCld型の部分アルキル化生成物により完全にまたは部分的に置き換えることが可能である。
本発明は、一般式R3Gaで示されるトリアルキルガリウム化合物の調製方法に関する。本方法は、補助ベースとしての少なくとも2種のアルカリ金属ハロゲン化物(たとえば、NaClおよびKCl)の存在下での、三塩化ガリウム(GaCl3)、任意選択で部分アルキル化生成物との混合物と、RaAlClb型(式中、R=C1〜C5−アルキル、a=1、2、または3、b=0、1、または2、かつa+b=3)のアルキルアルミニウム化合物と、の反応に基づく。好ましい選択肢としては、アルキルアルミニウムセスキクロリド(R3Al2Cl3)またはトリアルキルアルミニウム(R3Al)を使用することが挙げられる。反応混合物は、120℃〜250℃の範囲内の温度に加熱され、形成されたトリアルキルガリウム化合物は、最も揮発性の部分アルキル化生成物の沸点よりも30℃超低い温度で操作される分離器を介して分離される。
調製されるアルキル金属化合物および合成に使用されるアルキルアルミニウム化合物は、自燃性である。したがって、作業はすべて、空気および湿気を厳密に排除して保護ガス(アルゴン、窒素)を用いて行われる。
トリメチルガリウム(TMG)の調製
117.3g(0.57mol、1当量)のメチルアルミニウムセスキクロリド(Me3Al2Cl3、Chemtura Organometallics GmbH,Bergkamen,DE)、46.6g(0.80mol、1.4当量)の無水NaCl(Merck、水含有率<5ppm)、および25.5g(0.34mol、0.6当量)の無水KCl(Merck、水含有率<5ppm)を、撹拌機と加熱可能滴下漏斗と70℃に維持された分離器とそのほかにさらなる出口とを備えた500ml四口フラスコ内の不活性ガス(アルゴン、純度6.0)下に配置する。
TMGの調製(再使用による)
183.1g(1.04mol)のGaCl3、92.9g(1.59mol)の無水NaCl、50.8g(0.68mol)の無水KCl、さらには40.4g(0.3mol)のMe2GaClおよび5.5g(0.05mol)のMe3Ga(前の実験から単離された混合物)を、撹拌機と滴下漏斗と70℃に維持された分離器とそのほかにさらなる出口とを備えた500ml四口フラスコ内の不活性ガス下に配置する。
TMGの調製(当量比=1:3)
45.0g(0.26mol)のGaCl3、62.7g(1.07mol、4.2当量)の無水NaCl、および34.3g(0.46mol、1.8当量)の無水KClを、撹拌機と滴下漏斗と70℃に維持された分離器とを備えた500ml四口フラスコ内のアルゴン下に配置する。
トリエチルガリウム(TEG)の調製
68.9g(0.39mol)のGaCl3、の32.0g(0.55mol、1.4当量)無水NaCl、および17.5g(0.23mol、0.6当量)の無水KClを、撹拌機と滴下漏斗と130℃に維持された分離器とを備えた500ml四口フラスコ内のアルゴン下に配置する。
TMGの調製(当量比=1:1.5)
170g(0.97mol)のGaCl3、118.5g(2.03mol、2.1当量)の無水NaCl、および64.9g(0.87mol、0.9当量)の無水KClを、撹拌機と滴下漏斗と70℃に維持された分離器とを備えた500ml四口フラスコ内のアルゴン下に配置する。
TMGの調製(メチル化試薬としてMe3Alを使用)
150g(0.85mol)のGaCl3、34.9g(0.60mol、0.7当量)の無水NaCl、および19.1g(0.26mol、0.3当量)の無水KClを、撹拌機と滴下漏斗と70℃に維持された分離器とを備えた500ml四口フラスコ内のアルゴン下に配置する。
分離器を使用しないTMGの調製
20.0g(0.11mol)のGaCl3、9.49g(0.16mmol、1.4当量)の無水NaCl、および5.16g(0.07mol、0.6当量)の無水KClを、撹拌機と滴下漏斗とを備えた100ml三口フラスコ内のアルゴン下に配置する。撹拌しながら、反応混合物の温度が120℃を超えないように、23.1g(0.11mol、1当量)のMe3Al2Cl3を添加する。GaCl3対Me3Al2Cl3の当量比は、1:1である(実施例1参照)。
(独国特許第4005726号明細書の実施例4に係るTMG)
撹拌機と熱電対と滴下漏斗とを備えた500ml四口フラスコにGaCl3(50.0g、0.28mol)を仕込み、滴下漏斗を介してメチルアルミニウムセスキクロリド(58.3g、0.28mol、1当量)を滴下する。反応混合物を室温に冷却した後、フラスコをグローブボックスに移動して、無水NaCl(23.2g、0.40mol、1.4当量)および無水KCl(12.7g、0.17mol、0、6当量)を添加する。滴下漏斗をコールドトラップが装着されたクライゼンヘッドと交換する。この装置をグローブボックスから取り出し、一定した撹拌下で反応混合物を350℃に徐々に加熱する。100〜120℃の温度で、反応混合物が液体になり、155〜160℃で、透明液体が留去し始めて氷冷コールドトラップ中に捕集される。室温で部分的に固体の全量36.9gの捕集された生成物は、21.3%のMe3Gaと78.7%のMe2GaClとを含有するMe3GaとMe2GaClとの混合物としてNMRにより同定される。
Claims (1)
- 一般式
R3Ga
(式中、Rは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチルまたはtert−ブチル基である)
で示されるトリアルキルガリウム化合物を調製する方法であって、以下の工程、すなわち、
a)補助ベースとしての少なくとも2種のアルカリ金属ハロゲン化物の存在下で三塩化ガリウム(GaCl3)とRaAlClb型(式中、Rは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチルまたはtert−ブチル基であり、a=1、2、または3であり、b=0、1、または2であり、かつ和a+b=3である)のアルキルアルミニウム化合物とを反応させる工程と、
b)反応混合物を120〜250℃の範囲内の温度に加熱すると同時に、形成されたトリアルキルガリウム化合物(R3Ga)を分離器を介して反応混合物から分離する工程であって、前記分離器は、前記反応混合物中の形成されたRcGaCld型(式中、Rは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチルまたはtert−ブチル基であり、c、d=1または2であり、かつc+d=3である)の最も揮発性の部分アルキル化生成物の沸点よりも30℃超低い温度で操作される、工程と、
を含み、
工程b)においては、前記RcGaCld型の部分アルキル化生成物が前記分離器により前記反応混合物中に再循環される、方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011119487 | 2011-11-28 | ||
DE102011119487.1 | 2011-11-28 | ||
DE201210013941 DE102012013941A1 (de) | 2012-07-16 | 2012-07-16 | Verfahren zur Herstellung von Galliumtrialkylverbindungen |
DE102012013941.1 | 2012-07-16 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014542886A Division JP6165160B2 (ja) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | トリアルキルガリウム化合物の調製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017132788A JP2017132788A (ja) | 2017-08-03 |
JP6679527B2 true JP6679527B2 (ja) | 2020-04-15 |
Family
ID=47278289
Family Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014542886A Active JP6165160B2 (ja) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | トリアルキルガリウム化合物の調製方法 |
JP2014542885A Active JP6165159B2 (ja) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
JP2017054178A Active JP6644726B2 (ja) | 2011-11-28 | 2017-03-21 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
JP2017054179A Active JP6679527B2 (ja) | 2011-11-28 | 2017-03-21 | トリアルキルガリウム化合物の調製方法 |
JP2019203284A Active JP6983851B2 (ja) | 2011-11-28 | 2019-11-08 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
JP2021124454A Pending JP2021169529A (ja) | 2011-11-28 | 2021-07-29 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
Family Applications Before (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014542886A Active JP6165160B2 (ja) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | トリアルキルガリウム化合物の調製方法 |
JP2014542885A Active JP6165159B2 (ja) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
JP2017054178A Active JP6644726B2 (ja) | 2011-11-28 | 2017-03-21 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019203284A Active JP6983851B2 (ja) | 2011-11-28 | 2019-11-08 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
JP2021124454A Pending JP2021169529A (ja) | 2011-11-28 | 2021-07-29 | 第iiia族金属のトリアルキル化合物の調製方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9108985B2 (ja) |
EP (2) | EP2785724B1 (ja) |
JP (6) | JP6165160B2 (ja) |
KR (3) | KR102109904B1 (ja) |
CN (5) | CN103958529A (ja) |
IN (1) | IN2014CN02940A (ja) |
RU (2) | RU2014126212A (ja) |
TW (2) | TWI632149B (ja) |
WO (2) | WO2013083449A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI632149B (zh) * | 2011-11-28 | 2018-08-11 | 烏明克股份有限兩合公司 | 第iii a族金屬的三烷基化合物之製法 |
US8513447B1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-20 | Chemtura Corporation | Preparation of tri-alkyl gallium or tri-alkyl indium compounds |
TWI638803B (zh) | 2013-08-22 | 2018-10-21 | 烏明克股份有限兩合公司 | 烷基銦化合物之製備方法及其用途 |
EP3036243B1 (de) | 2013-08-22 | 2019-10-09 | Umicore AG & Co. KG | Verfahren zur herstellung von alkylindium-verbindungen und deren verwendung |
JP6413801B2 (ja) * | 2014-02-07 | 2018-10-31 | 宇部興産株式会社 | トリアルキルガリウムの製造方法 |
CN106103454B (zh) * | 2014-03-14 | 2019-06-14 | 优美科股份公司及两合公司 | 三烷基镓化合物的制备以及其用途 |
EP3409676B1 (de) * | 2017-05-29 | 2020-10-14 | Umicore Ag & Co. Kg | Herstellung von trialkylindiumverbindungen in gegenwart von carboxylaten |
EP3704128B1 (en) * | 2017-10-31 | 2022-09-28 | Nouryon Chemicals International B.V. | Method for storing and/or transporting gallium chloride |
WO2019115377A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Process for purification of dimethyl aluminium chloride |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL264689A (ja) | 1960-05-14 | |||
US5043462A (en) * | 1989-04-28 | 1991-08-27 | Messer Greisheim | Process for the production of gallium-alkyl compounds |
DE4005726A1 (de) | 1989-04-28 | 1990-10-31 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur herstellung von galliumalkylverbindungen |
US5473090A (en) | 1992-07-02 | 1995-12-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for the preparation of trialkyl compounds of group 3a metals |
US5350869A (en) | 1993-07-27 | 1994-09-27 | Cvd, Incorporated | Purification of trialkylgallium, synthesis of trialkylgallium |
US5756786A (en) | 1997-06-25 | 1998-05-26 | Morton International, Inc. | High purity trimethylindium, method of synthesis |
JP2000005503A (ja) | 1998-06-24 | 2000-01-11 | Nippon Shokubai Co Ltd | 反応蒸留装置および反応蒸留方法 |
GB2344822A (en) | 1998-12-19 | 2000-06-21 | Epichem Ltd | Organometallic compound production using distillation |
GB0017968D0 (en) | 2000-07-22 | 2000-09-13 | Epichem Ltd | An improved process and apparatus for the isolation of pure,or substantially pure,organometallic compounds |
KR100852361B1 (ko) * | 2001-04-06 | 2008-08-14 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨 | 트리알킬 va족 금속 화합물 |
US6770769B2 (en) | 2002-04-06 | 2004-08-03 | Shipley Company, L.L.C. | Trialkylindium preparation |
JP4054997B2 (ja) | 2003-06-19 | 2008-03-05 | 信越化学工業株式会社 | 高純度アルキルガリウムの製造方法 |
TW200619222A (en) | 2004-09-02 | 2006-06-16 | Rohm & Haas Elect Mat | Method for making organometallic compounds |
JP4470682B2 (ja) | 2004-10-13 | 2010-06-02 | 住友化学株式会社 | トリメチルガリウムの製造方法 |
JP4774776B2 (ja) | 2005-03-23 | 2011-09-14 | 日亜化学工業株式会社 | トリアルキルガリウムの製造方法 |
US7667063B2 (en) | 2005-03-23 | 2010-02-23 | Nichia Corporation | Method for producing trialkyl gallium |
CN1872862A (zh) * | 2005-06-03 | 2006-12-06 | 大连保税区科利德化工科技开发有限公司 | 三甲基镓制备和提纯方法 |
CN1872861A (zh) | 2005-06-03 | 2006-12-06 | 大连保税区科利德化工科技开发有限公司 | 三甲基镓生产方法及设备 |
JP4784729B2 (ja) | 2005-06-09 | 2011-10-05 | 信越化学工業株式会社 | トリメチルガリウムの製造方法 |
JP2009007786A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Miracle Three Corporation | 階段室型共同住宅の増築方法及びこの方法で増築された建築物 |
US20090054717A1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. | Method of Producing 3,4-Diacyloxy-1-Butene |
US20090149008A1 (en) | 2007-10-05 | 2009-06-11 | Applied Materials, Inc. | Method for depositing group iii/v compounds |
JP2009126835A (ja) | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ube Ind Ltd | 高純度トリアルキルガリウム及びその製法 |
JP5423039B2 (ja) | 2009-02-23 | 2014-02-19 | 宇部興産株式会社 | 高純度トリアルキルガリウム及びその製造方法 |
TWI632149B (zh) * | 2011-11-28 | 2018-08-11 | 烏明克股份有限兩合公司 | 第iii a族金屬的三烷基化合物之製法 |
-
2012
- 2012-11-27 TW TW101144306A patent/TWI632149B/zh active
- 2012-11-27 TW TW106104275A patent/TWI632151B/zh active
- 2012-11-28 IN IN2940CHN2014 patent/IN2014CN02940A/en unknown
- 2012-11-28 JP JP2014542886A patent/JP6165160B2/ja active Active
- 2012-11-28 KR KR1020147011622A patent/KR102109904B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-28 EP EP12794701.8A patent/EP2785724B1/en active Active
- 2012-11-28 RU RU2014126212A patent/RU2014126212A/ru not_active Application Discontinuation
- 2012-11-28 KR KR1020207012873A patent/KR102231740B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-28 US US13/261,859 patent/US9108985B2/en active Active
- 2012-11-28 WO PCT/EP2012/073771 patent/WO2013083449A1/en active Application Filing
- 2012-11-28 KR KR1020147011627A patent/KR102071084B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-28 RU RU2014126213A patent/RU2014126213A/ru not_active Application Discontinuation
- 2012-11-28 CN CN201280058149.4A patent/CN103958529A/zh active Pending
- 2012-11-28 EP EP12798251.0A patent/EP2785725B1/en active Active
- 2012-11-28 JP JP2014542885A patent/JP6165159B2/ja active Active
- 2012-11-28 WO PCT/EP2012/073772 patent/WO2013083450A1/en active Application Filing
- 2012-11-28 US US14/358,069 patent/US9695201B2/en active Active
- 2012-11-28 CN CN201280058143.7A patent/CN103958528A/zh active Pending
- 2012-11-28 CN CN201810250898.6A patent/CN108341834B/zh active Active
- 2012-11-28 CN CN201811396095.8A patent/CN109456345A/zh active Pending
- 2012-11-28 CN CN201710084832.XA patent/CN107021973A/zh active Pending
-
2017
- 2017-03-21 JP JP2017054178A patent/JP6644726B2/ja active Active
- 2017-03-21 JP JP2017054179A patent/JP6679527B2/ja active Active
-
2019
- 2019-11-08 JP JP2019203284A patent/JP6983851B2/ja active Active
-
2021
- 2021-07-29 JP JP2021124454A patent/JP2021169529A/ja active Pending
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6679527B2 (ja) | トリアルキルガリウム化合物の調製方法 | |
JP6890649B2 (ja) | トリアルキルガリウム化合物の調製及びその使用 | |
KR102581618B1 (ko) | 알킬-인듐 화합물의 제조 방법 및 이의 용도 | |
CN105473599B (zh) | 用于生产烷基铟化合物的方法及其用途 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180914 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190308 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190809 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191209 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20191219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6679527 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |