KR101052359B1 - 신규의 스트론튬 알콕사이드 화합물 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규의 스트론튬 알콕사이드 화합물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 하기 화학식 1로 표시되는 스트론튬 알콕사이드 화합물에 관한 것으로 스트론튬을 포함하는 화합물을 형성하기 위한 전구체로서 열적으로 안정하고 휘발성이 증가된 신규한 스트론튬 알콕사이드 화합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-A]2
상기 식에서 m은 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고;A는 선형 또는 분지형의 (C1-C20)알콕시기 또는 (C1-C20)알킬아민기이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며;상기 A의 알콕시기 또는 알킬아민기와 R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
스트론튬 알콕사이드, 전구체, 스트론튬 산화물, 박막, MOCVD

Description

신규의 스트론튬 알콕사이드 화합물 및 그 제조 방법{Novel strontium aminoalkoxide complexes and process for preparing thereof}
본 발명은 신규의 스트론튬 알콕사이드 화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양질의 스트론튬 산화물 박막과 나노입자, 그리고 SrTiO3, SrBi2Ta2O9, BaxSr1-xTiO3, LaSrCoFe, SrGa2S4:Ce 등과 같은 스트론튬을 포함하는 화합물을 형성하기 위한 전구체로서 열적으로 안정하고 휘발성이 증가된 신규한 스트론튬 알콕사이드 화합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
스트론튬 화합물은 SrTiO3, SrBi2Ta2O9, BaxSr1-xTiO3, LaSrCoFe 등의 형태로 제조되어 산소-이온성 및 전자 전도성 박막 필름(oxygen-ionic and electronic conductive thin film)에 사용되고, SrGa2S4:Ce 등으로 제조되어 박막 필름 전기발광 표시(thin film electroluminescent displays)에 사용되는데, 상기와 같이 스트론튬을 포함하는 이종금속 박막의 제조에 있어서, 상기의 물질을 제조하기 위한 전구체 및 나노 크기의 스트론튬 산화물, 스트론튬을 포함하는 이종금속 입자 제조를 위한 전구체로서 이러한 스트론튬 화합물이 유용하게 사용된다.
또한, 알칼리 토금속(Alkaline earth metal)을 포함하는 산화물로서 페로브스카이트(Perovskite)구조를 갖는 바륨 티타네이트 (BaTiO3), 바륨 스트론튬 티타네이트 ((Ba,Sr)TiO3)는 비휘발 강유전성 메모리(nonvolatile ferroelectric memories), 마이크로파 소자(microwave devices), 동적 램(dynamic random access memories;DRAMs), 다층 축전기(multilayer capacitors), 전기 광학 소자(electro optical device), 액추에이터(actuators), 변환기(transducers), 고유전체(high-k dielectrics), 미세전자기계 시스템(micro-electro-mechanical systems; MEMs)등 다양하게 응용된다 (Zhao, J.; Wang, X.; Chen, R.;Li, L. Materials Letters 2005, 59, 2329; Mao, Y.; Baneriee, S.; Wong, S.S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15718; Gong, D.; Grimes, C.A.; Varghese, O.K; Hu, W.; Singh, R.S.; Chen, Z.; Dickey, D.J. J. Mater. Res. 2001, 16, 3331; Padture, N.P. Wei, X.Z. J. Am. Ceram. 2003, 86, 2215; Phule, P.P.; Risbud, S.H. J. Mater. Sci. 1990, 25, 1169; Hill, N.A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6694). 또한, SrO는 Si과 SrTiO3 사이의 완충층(buffer layer)으로 잘 알려져 있으며 SrGa2S4:Ce 와 같은 알칼리 토 티오갈레이트(alkaline earth thiogallates)는 전기발광표시(electroluminescent displays)의 인광박막(phosphor thin films)으로 연구되고 있다 (Asaoka, H.; Saiki, K.; Koma, A.; Yamamoto, H. Thin Solid Films 2000, 369, 273; Okamoto, S.; Tanaka, K.; Inoue, Y. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 946; Tanaka, K.; Inoue, Y.; Okamoto, S.; Kobayashi, K. J. Cryst. Gorwth 1995, 150, 1211).
상기에 언급한 물질들을 제조하기 위해 졸-겔(sol-gel), MOD(metal-organic decomposition), PLD(pulsed laser ablation), CVD(chemical vapor deposition) MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition) 등과 같은 다양한 방법이 이용되고 있으며, 전구체로는 알콕사이드(alkoxides), 아릴록사이드(aryloxides), 비-디케토네이트(b-diketonates), 메탈로센(metallocenes) , 비스트리메틸실릴아미드( bis(trimethylsilyl)amide), 알킬아미드(alkylamide) 등 다양하게 알려져 있으나 대부분 다이머(dimer) 이상으로 휘발온도가 매우 높아 휘발성 개선을 위해 플루오르화(fluorinated) 화합물이 사용되는데, 이는 박막 내에서 플루오르화 물질(fluoride)의 오염을 일으키는 단점이 있다. ( Paw, W.; Baum, T.H.; Lam, K.-C.; Rheingold, A.L. Inorg. Chem. 2000, 39, 2011; Mizushima, Y.; Hirabayashi, I. J. Mater. Res. 1996, 11, 2698; Shamlian, S.H.; Hitchman, M.L.; Cook, S.L.; Richards. B.C. J. Mater Chem. 1994, 4, 81; Gardiner, R.A.; Brown, D.W.; Kirlin, P.S.; Rheingold, A.L. Chem. mater. 1991, 3, 1053)
본 발명자들은 새로운 리간드를 도입하여 스트론튬에 배위할 수 있는 여러 전자 주개 리간드가 배위하도록 함으로서 탄소나 할로겐의 오염을 일으키지 않으며 열적 안정성과 휘발성이 개선될 뿐만 아니라 좀 더 낮은 온도에서도 쉽게 스트론튬 산화물, 그리고 스트론튬을 포함하는 물질을 제조하기 위한 신규의 스트론튬 전구체를 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 양질의 스트론튬 산화물 박막과 나노입자, 그리고 SrTiO3, SrBi2Ta2O9, BaxSr1-xTiO3, LaSrCoFe, SrGa2S4:Ce 등과 같은 스트론튬을 포함하는 화합물을 형성하기 위해 열적으로 안정하고 휘발성이 증가된 신규한 스트론튬 화합물 전구체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1 로 표시되는 스트론튬 알콕사이드 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-A]2
상기 식에서 m은 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고;A는 선형 또는 분지형의 (C1-C20)알콕시기 또는 (C1-C20)알킬아민기이고;R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며;상기 A의 알콕시기 또는 알킬아민기와 R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 11 내지 화학식 16에서 선택되는 스트론튬 알콕사이드 화합물을 제공한다.
[화학식 11]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2
[화학식 12]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2
[화학식 13]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2
[화학식 14]
Figure 112008075481311-pat00001
[화학식 15]
Figure 112008075481311-pat00002
[화학식 16]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2
상기 식에서 m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고; B는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형의 (C2-C10)알킬렌기이고; R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며; 상기 B의 알 킬렌, R1 내지 R5의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 스트론튬 알콕사이드 화합물을 전구체로 사용하여 스트론튬 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 스트론튬 화합물로 스트론튬 산화물의 박막 또는 스트론튬 산화물의 나노 입자인 것을 특징으로 하는 스트론튬 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 화학식 11 내지 화학식 16의 스트론튬 화합물은 상기 B가 -(CH2)n-또는 -(CH2)(CR3R4)(CH2)-으로 표시되는 하기 화학식 31 내지 화학식 40으로 표시되는 스트론튬 알콕사이드 화합물을 포함한다.
[화학식 31]
Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)nNR3R4]2
[화학식 32]
Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)(CR3R4)(CH2)NR3R4]2
[화학식 33]
Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)nNR3R4]2
[화학식 34]
Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)(CR3R4)(CH2)NR3R4]2
[화학식 35]
Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)nOR3]2
[화학식 36]
Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)(CR3R4)(CH2)OR3]2
[화학식 37]
Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)nOR3]2
[화학식 38]
Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)(CR3R4)(CH2)OR3]2
[화학식 39]
Sr[OCR1R2(CH2)mN{(CH2)nNR3R4}2]2
[화학식 40]
Sr[OCR1R2(CH2)mN{(CH2)nOR3}2]2
상기 식에서, m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고; n은 서로 독립적으로 2 내지 4 중에서 선택되는 정수이고; R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C5)알킬기이며; 상기 R1 내지 R5의 알킬기는 서로 독립적으로 불소, 산소, 질소 또는 (C1-C5)알킬기로 더 치환될 수 있다. 더욱 구체적으로는 R1 및 R2는 서로 독립적으로 할로겐, 불소, 산소, 질소로 치환되거나 치환되지 않은 선형 또는 분지형의 (C1-C5)알킬기이며; R3 내지 R5는 서로 독립적으로 수소 또는 불소로 치환되거나 치환되지 않은 선형 또는 분지형의 (C1-C5)알킬기이다.
특히 상기 화학식 31 내지 화학식 40에서 m이 1 또는 2이고 n이 2 또는 3인 스트론튬 알콕사이드 화합물이 바람직하며, 구체적으로는 상기 화학식 31 내지 화학식 40에서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 CH3, CF3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3로부터 선택되며, R3 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, CH3, CF3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3로부터 선택되는 스트론튬 알콕사이드 화합물이 예시된다.
본 발명에 따른 화학식 1에 포함되는 화학식 11 내지 화학식 13은 스트론튬 알콕사이드 화합물은 반응식 1 내지 반응식 9에 기재된 바와 같이 하기 화학식 51 내지 화학식 53에서 선택된 아미노스트론튬 화합물과 하기 화학식 71 내지 화학식 73에서 선택된 아미노 알코올 2 당량과 반응시켜 제조된다.
[반응식 1]
Sr[NR6 2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2 + 2 NR6 2H
[반응식 2]
Sr[NR6 2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2 + 2 NR6 2H
[반응식 3]
Sr[NR6 2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2 + 2 NR6 2H
[반응식 4]
Figure 112008075481311-pat00003
[반응식 5]
Figure 112008075481311-pat00004
[반응식 6]
Sr[NR6 2]2 + HO-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2 + 2 NR6 2H
[반응식 7]
Sr[N(SiR7 3)2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2 + 2 N(SiR7 3)2H
[반응식 8]
Sr[N(SiR7 3)2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2 + 2 N(SiR7 3)2H
[반응식 9]
Sr[N(SiR7 3)2]2 + 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2 + 2 N(SiR7 3)2H
[반응식 10]
Figure 112008075481311-pat00005
[반응식 11]
Figure 112008075481311-pat00006
[반응식 12]
Sr[N(SiR7 3)2]2 + 2HO-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2 + 2 N(SiR7 3)2H
[반응식 13]
Figure 112008075481311-pat00007
+ 2 HO-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2 + 2 NH2(CH2)pNH2
[반응식 14]
Figure 112008075481311-pat00008
+ 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2 + 2 NH2(CH2)pNH2
[반응식 15]
Figure 112008075481311-pat00009
+ 2 HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2
→ Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2 + 2 NH2(CH2)pNH2
[반응식 16]
Figure 112008075481311-pat00010
[반응식 17]
Figure 112008075481311-pat00011
[반응식 18]
Figure 112008075481311-pat00012
[화학식 11]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2
[화학식 12]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2
[화학식 13]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2
[화학식 14]
Figure 112008075481311-pat00013
[화학식 15]
Figure 112008075481311-pat00014
[화학식 16]
Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2
[화학식 51]
Sr[NR6 2]2
[화학식 52]
Sr[N(SiR7 3)2]2
[화학식 53]
Figure 112008075481311-pat00015
[화학식 71]
HO-CR1R2(CH2)m-O-B-NR1R2
[화학식 72]
HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR1R2)2
[화학식 73]
HO-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR1)2
[화학식 74]
Figure 112008075481311-pat00016
[화학식 75]
Figure 112008075481311-pat00017
[화학식 76]
HO-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3
상기 화학식 11 내지 화학식 16, 화학식 51 내지 화학식 53 및 화학식 71 내지 화학식 76에서, 상기 식에서 m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고; p는 독립적으로 2 내지 10 중에서 선택된 정수이고; B는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형의 (C2-C10)알킬렌기이고; R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며; 상기 B의 알킬렌, R1 내지 R7의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
본 발명에 따른 스트론튬 알콕사이드 화합물의 제조방법에서 반응 용매는 특별히 한정되지는 않고 탄화수소 용매이면 가능하며, 특히 에테르, n-헥산, n-햅탄, 벤젠, 톨루엔 또는 테트라하이드로퓨란(THF), 또는 이들의 혼합 용매가 바람직하다.
반응온 도는 상온 내지 70℃에서 수행되나, 특별히 가온하지 않고 상온에서 2내지 10 시간이면 반응이 완료된다.
반응 생성물인 화학식 1의 화합물은 핵자기 공명 분광법 (nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR), 푸리에 변환 적외선 분광법 (Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR), 원소 분석법 (elemental analysis, EA)을 이용하여 확인하였다. 이와 같이 제조된 유기 스트론튬 화합물인 알콕시 스트론튬 화합물은 상온에서 연한 핑크색의 점성이 있는 액체이며 휘발성이 뛰어나다.
상기의 알콕시 스트론튬 화합물을 이용하여 스트론튬 산화물 나노 물질, 스트론튬을 포함하는 이종금속 물질을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 금속 유기물 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)을 통하여 스트론튬 산화물 박막 및 스트론튬을 포함하는 이종금속 박막을 제조할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 제조된 스트론튬 알콕사이드 화합물을 전구체로 사용하여 대한민국 특허발명 제666759호에 개시된 방법으로 입자의 크기 및 형상을 제어하여 박막 또는 나노 입자 형태의 스트론튬 화합물이 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 스트론튬 화합물은 높은 휘발성 및 열적 안정성을 나타냄으로써 금속 막의 우수한 질을 요구하는 금속 유기물 화학 증착법(MOCVD) 또는 스트론튬 산화물 나노 입자, 그리고 스트론튬을 포함하는 화합물을 생성할 수 있는 전구체로서 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 하기의 실시 예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시 예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
모든 실험은 장갑 상자 또는 슐렝크 관(Schlenk line)을 이용하여 비활성 아르곤 또는 질소 분위기에서 다음과 같이 수행되었다.
실시예 1
[1-(3-(디메틸아미노)-2,2-디메틸프로폭시)-2-메틸-2-부톡시]스트론튬 [Sr(ddmb)2] 합성 I
Figure 112008075481311-pat00018
+ 2 HOC(CH3)(C2H5)CH2OCH2C(CH3)2CH2N(CH3)2
→ Sr[OC(CH3)(C2H5)CH2OCH2C(CH3)2CH2N(CH3)2]2 + 2 NH2CH2CH2NH2
50 mL 슐렝크 플라스크에
Figure 112008075481311-pat00019
(0.73 g, 5 mmol)을 넣고 디에틸 에테르(diethyl ether) (20 mL)를 첨가하여 녹인 후 1-(3-(디메틸아미노)-2,2-디메 틸프로폭시)-2-메틸-2-부탄올 (ddmbH, 2.17 g, 10 mmol)을 천천히 첨가해 준다. 혼합 용액을 5 시간 동안 교반하고 여과하여 여액을 진공 건조하여 끈적이는 분홍색의 액체 화합물(2. 42 g, 93.0%)을 얻었다.
실시예 2
[1-(3-(디메틸아미노)-2,2-디메틸프로폭시)-2-메틸-2-부톡시]스트론튬 [Sr(ddmb)2] 합성 II
Sr[N{Si(CH3)3}2]2 + 2 HOC(CH3)(C2H5)CH2OCH2C(CH3)2CH2N(CH3)2
→ Sr[OC(CH3)(C2H5)CH2OCH2C(CH3)2CH2N(CH3)2]2 + 2 HN{Si(CH3)3}2
50 mL 슐렝크 플라스크에 Sr[N{Si(CH3)3}2]2 (Sr(btsa)2, 0.82 g, 2 mmol) 을 넣고 디에틸 에테르(diethyl ether) (15 mL)를 첨가하여 녹인 후 1-(3-(디메틸아미노)-2,2-디메틸프로폭시)-2-메틸-2-부탄올 (ddmbH, 0.87 g, 4 mmol)을 천천히 첨가해 준다. 혼합 용액을 5 시간 동안 교반하고 여과하여 여액을 진공 건조하여 끈적이는 액체 화합물을 얻었다.
본 발명의 실시예 1에서 합성한 스트론튬 화합물들의 열적 안정성 및 휘발성 그리고 분해 온도는 열무게 분석법/시차 열 분석법 (Thermogravimetric analysis/differential thermal analysis, TGA/DTA)을 이용하여 분석하였다. 도 2에 나타낸 바와 같이 [1-(3-(디메틸아미노)-2,2-디메틸프로폭시)-2-메틸-2-부톡시]스트론튬 [Sr(ddmb)2] 화합물의 경우에 있어서는 90 내지 220 ℃ 사이와 320 내지 410 ℃ 사이에서 두 번에 거쳐 급격한 질량 감소가 일어나고 최종 잔유량은 18.6%이다.
실시예 3
[1-(비스(2-메톡시에틸아미노)-2-메틸-2-프로폭시]스트론튬 [Sr(bmmp)2] 합성
Figure 112008075481311-pat00020
+ 2 HOC(CH3)2CH2N(CH2CH2OCH3)2
→ Sr[OC(CH3)2CH2N(CH2CH2OCH3)2]2 + 2 NH2CH2CH2NH2
50 mL 슐렝크 플라스크에
Figure 112008075481311-pat00021
(0.73 g, 5 mmol)을 넣고 디에틸 에테르(diethyl ether)(20 mL)를 첨가하여 녹인 후 1-(비스(2-메톡시에틸아미노)-2-메틸-2-프로판올 (bmmpH, 2.05 g, 10 mmol)을 천천히 첨가해 준다. 혼합 용액을 5 시간 동안 교반하고 여과하여 여액을 진공 건조하여 끈적이는 분홍색의 액체 화합물(2. 28 g, 91.9%)을 얻었다.
원소 분석 C20H44N2O6Sr {계산치 (실측치)}: C, 48.41 (50.07); H, 8.94 (9.32); N, 5.65 (5.82).
본 발명의 실시예 3에서 합성한 스트론튬 화합물들의 열적 안정성 및 휘발성 그리고 분해 온도는 열무게 분석법/시차 열 분석법 (Thermogravimetric analysis/differential thermal analysis, TGA/DTA)을 이용하여 분석하였다. 도 5 에 나타낸 바와 같이 [1-(비스(2-메톡시에틸아미노)-2-메틸-2-프로폭시]스트론튬 [Sr(bmmp)2] 화합물의 경우에 있어서는 120 내지 270 ℃ 사이의 비교적 넓은 범위에서 단일 단계로 질량 감소가 일어나고 최종 잔유량은 13.5%이다.
실시예 4
[1-(비스(3-디메틸아미노프로필아미노)-2-메틸-2-프로폭시]스트론튬 [Sr(bdmp)2] 합성
Figure 112008075481311-pat00022
+ 2 HOC(CH3)2CH2N(CH2CH2OCH3)2
→ Sr[OC(CH3)2CH2N{CH2CH2CH2N(CH3)2}2]2 + 2 NH2CH2CH2NH2
50 mL 슐렝크 플라스크에
Figure 112008075481311-pat00023
(0.73 g, 5 mmol)을 넣고 디에틸 에테르(diethyl ether) (20 mL)를 첨가하여 녹인 후 1-(비스(3-디메틸아미노프로필아미노)-2-메틸-2-프로판올 (bdmpH, 2.59 g, 10 mmol)을 천천히 첨가해 준다. 혼합 용액을 5 시간 동안 교반하고 여과하여 여액을 진공 건조하여 끈적이는 분홍색의 액체 화합물(2. 70 g, 89.3%)을 얻었다.
원소 분석 C28H64N6O2Sr {계산치 (실측치)}: C, 55.64 (56.24); H, 10.67 (12.70); N, 13.90 (13.84).
본 발명의 실시예 3에서 합성한 스트론튬 화합물들의 열적 안정성 및 휘발성 그리고 분해 온도는 열무게 분석법/시차 열 분석법 (Thermogravimetric analysis/differential thermal analysis, TGA/DTA)을 이용하여 분석하였다. 도 8에 나타낸 바와 같이 [1-(비스(3-디메틸아미노프로필아미노)-2-메틸-2-프로폭시]스트론튬 [Sr(bdmp)2] 화합물의 경우에 있어서는 120 내지 280 ℃ 사이의 비교적 많은 질량 감소가 일어나고 이어서 340 내지 370 사이에서 적은 양의 질량 감소가 일어나는데 최종 잔유량은 14.6%이다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 Sr(ddmb)2 화합물의 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 분석 결과이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 Sr(ddmb)2 화합물의 열중량 분석(TGA) 및 시차 열 분석(DTA) 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 3에서 제조한 Sr(bmmp)2 화합물의 수소 핵자기 공명 분광(1H NMR) 분석 결과이다.
도 4는 실시예 3에서 제조한 Sr(bmmp)2 화합물의 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 분석 결과이다.
도 5는 실시예 3에서 제조한 Sr(bmmp)2 화합물의 열중량 분석(TGA) 및 시차 열 분석(DTA) 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 4에서 제조한 Sr(bdmp)2 화합물의 수소 핵자기 공명 분광(1H NMR) 분석 결과이다.
도 7은 실시예 4에서 제조한 Sr(bdmp)2 화합물의 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 분석 결과이다.
도 8은 실시예 4에서 제조한 Sr(bdmp)2 화합물의 열중량 분석(TGA) 및 시차 열 분석(DTA) 결과를 나타내는 그래프이다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 11 내지 화학식 16에서 선택되는 스트론튬 알콕사이드 화합물.
    [화학식 11]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2
    [화학식 12]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2
    [화학식 13]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2
    [화학식 14]
    Figure 112010086187375-pat00024
    [화학식 15]
    Figure 112010086187375-pat00025
    [화학식 16]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2
    상기 식에서 m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고;
    B는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형의 (C2-C10)알킬렌기이고;
    R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며;
    상기 B의 알킬렌, R1 내지 R5의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 31 내지 화학식 40에서 선택되는 스트론튬 알콕사이드 화합물.
    [화학식 31]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)nNR3R4]2
    [화학식 32]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)(CR3R4)(CH2)NR3R4]2
    [화학식 33]
    Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)nNR3R4]2
    [화학식 34]
    Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)(CR3R4)(CH2)NR3R4]2
    [화학식 35]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)nOR3]2
    [화학식 36]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN(R5)(CH2)(CR3R4)(CH2)OR3]2
    [화학식 37]
    Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)nOR3]2
    [화학식 38]
    Sr[OCR1R2(CH2)mO(CH2)(CR3R4)(CH2)OR3]2
    [화학식 39]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN{(CH2)nNR3R4}2]2
    [화학식 40]
    Sr[OCR1R2(CH2)mN{(CH2)nOR3}2]2
    상기 식에서, m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고;
    n은 서로 독립적으로 2 내지 4 중에서 선택되는 정수이고;
    R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는 선형 또는 분지형의 (C1-C5)알킬기이며;
    상기 R1 내지 R5의 알킬기는 서로 독립적으로 불소, 산소, 질소 또는 (C1-C5)알킬기로 더 치환될 수 있다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 31 내지 화학식 40에서 m이 1 또는 2이고 n이 2또는 3인 것을 특징으로 하는 스트론튬 알콕사이드 화합물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 식에서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 CH3, CF3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3로부터 선택되며, R3 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, CH3, CF3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스트론튬 아미노 알콕사이드 화합물.
  6. 하기 화학식 51 내지 화학식 53에서 선택된 스트론튬 화합물과 하기 화학식 71 내지 화학식 76에서 선택된 아미노 알코올 화합물을 반응시키는 것을 특징으로 하는 화학식 11 내지 화학식 16 중 어느 하나를 포함하는 화학식 1의 스트론튬 알콕사이드 화합물의 제조방법.
    [화학식 1]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-A]2
    [화학식 11]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4]2
    [화학식 12]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-NR3R4)2]2
    [화학식 13]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-N-(B-OR3)2]2
    [화학식 14]
    Figure 112008075481311-pat00026
    [화학식 15]
    Figure 112008075481311-pat00027
    [화학식 16]
    Sr[O-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3]2
    [화학식 51]
    Sr[NR6 2]2
    [화학식 52]
    Sr[N(SiR7 3)2]2
    [화학식 53]
    Figure 112008075481311-pat00028
    [화학식 71]
    HO-CR1R2(CH2)m-O-B-NR3R4
    [화학식 72]
    HO-CR1R2(CH2)m-N(R1)-(B-NR3R4)2
    [화학식 73]
    HO-CR1R2(CH2)m-N(R3)-(B-OR3)2
    [화학식 74]
    Figure 112008075481311-pat00029
    [화학식 75]
    Figure 112008075481311-pat00030
    [화학식 76]
    HO-CR1R2(CH2)m-O-B-OR3
    상기 화학식 1, 화학식 11 내지 화학식 13, 화학식 51 내지 화학식 53 및 화 학식 71 내지 화학식 73에서, m은 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 정수이고; n은 서로 독립적으로 2 내지 4 중에서 선택되는 정수이고;
    p는 서로 독립적으로 2 내지 10 중에서 선택되는 정수이고;
    A는 선형 또는 분지형의 (C1-C20)알콕시기 또는 (C1-C20)알킬아민기이고,
    B는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형의 (C2-C10)알킬렌기이고;
    R1 내지 R7은 서로 독립적으로 수소, 할로겐 또는, 선형 또는 분지형의 (C1-C10)알킬기이며;
    상기 A의 알콕시기 또는 알킬아민기와 R1 내지 R5의 알킬기는 서로 독립적으로 할로겐, 산소, 질소, (C1-C20)알콕시기, (C1-C20)알킬아민기 또는 (C1-C20)알킬기로 더 치환될 수 있다.
  7. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 스트론튬 알콕사이드 화합물을 전구체로 사용하여 스트론튬 화합물을 제조하는 방법.
  8. 제7항의 방법으로 제조된 스트론튬 화합물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스트론튬 화합물은 스트론튬 산화물의 박막 또는 스트론튬 산화물의 나노 입자인 스트론튬 화합물.
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