一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115057888A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210800930.X(22)申请日2022.07.08(71)申请人安徽亚格盛电子新材料有限公司地址241000安徽省芜湖市经济技术开发区赤铸山路26号申请人全椒亚格泰电子新材料科技有限公司(72)发明人王乐强王伟汪晶(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243专利代理师杨静(51)Int.Cl.C07F9/72(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法(57)摘要本发明公开了一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法。属于金属有机合成制备工艺技术领域。本发明选用砷烷和异丁烯作为反应原料，以无水对甲苯磺酸作为催化剂，通过超声辅助下，在温度60‑80℃下进行加成反应得到叔丁基砷。该方法相比传统方法相比，提高了合成产物叔丁基砷的收率及选择性，降低了反应温度条件，避免高温条件下异丁烯在对甲苯磺酸条件下的聚合反应以及减弱叔丁基砷的分解，同时也降低了反应温度下反应釜内反应压力，提高了反应的安全性，有利于工业放大生产；加快反应效率，缩短了反应时间；同时提高了催化剂对甲苯磺酸的使用寿命，可进行重复多次使用；该方法操作简便，安全可靠，具有较高的实用价值。CN115057888ACN115057888A权利要求书1/1页1.一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，包括有以下步骤：步骤一，将占反应物总质量的5wt%‑15wt%的无水对甲苯磺酸颗粒作为催化剂加入反应釜内；步骤二，在反应釜杜瓦罐中倒入液氮将反应釜降温至‑50℃左右，通过密封反应系统向反应釜中加入异丁烯；步骤三，同样通过液氮将反应釜温度降至‑90℃左右，通过密封反应系统向反应釜加入砷烷；步骤四，将反应釜杜瓦罐撤去缓慢升温，升温至60~80℃后开启超声及搅拌反应；步骤五，反应完成后，降低收集罐温度至‑100℃，同时将收集罐进行抽绝压，升高反应釜温度至80℃，将叔丁基砷粗品蒸至收集罐收集。步骤六：将叔丁基砷粗品进行精馏得到较纯的叔丁基砷产品。2.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤一加入催化剂无水对甲苯磺酸颗粒后进行反应系统置换氮气，再进行抽烘除水2hr，保证反应体系内无水无氧。3.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述催化剂无水对甲苯磺酸颗粒占反应物总质量的5wt%‑10wt%。4.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述异丁烯和砷烷的物质的量比为1:1.5。5.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤四中撤去反应釜杜瓦罐，通过与室温空气交换进行缓慢升温至‑15℃后，采用室温水浴升温至0℃，再升温至60~80℃。6.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤四中超声功率为20~200W；超声频率为17~80KHZ。7.根据权利要求1或6所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤四中反应釜搅拌转速为80~200rpm。8.根据权利要求7所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤四中反应时间为0.5‑2hr。9.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤五中蒸料过程中反应釜升温80℃保温时间为3‑5hr，当反应釜内压力与收集罐中压力基本平衡时，确定收集完成。10.根据权利要求1所述一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法，其特征在于，所述步骤六中叔丁基砷进行精馏，温度在65‑70℃。2CN115057888A说明书1/4页一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法技术领域[0001]本发明涉及金属有机合成工艺技术领域，尤其涉及一种采用超声辅助合成叔丁基砷的方法。背景技术[0002]砷化合物作为MOCVD（金属有机气相沉积）单一前驱体材料有着重要的应用，砷前驱体通过MOCVD技术生成重要的半导体材料GaAs，其中最为常见的砷化合物前驱体为AsH3，但随着材料科学的发展，烷基化砷化合物相比与AsH3具有更更低的挥发性、更易处理及易于纯化的特点，在工艺上具有明显优势。目前根据文献报道，叔丁基砷的合成方法包括：异丁烯与砷烷的亲电加成法、叔丁基格式试剂与卤代砷的格式法。[0003]叔丁基砷的制备方法：一、异丁烯与砷烷亲电加成DavidA.Atwood等在JournalofOrganometallicChemistry,1993,449(1–2):61‑67报道了异丁烯和砷烷在催化剂的条件下通过亲电加成形成叔丁基砷，其中催化剂催化剂对甲苯磺酸使用前须干燥除水，反应后将剩余的砷