[发明专利]制备全氟炔烃化合物的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及制备全氟炔烃化合物的高产率和有效的方法，全氟炔烃化合物在半导体器件生产中用作干蚀刻气体或CVD气体，或用作含氟聚合物的原料。

相关技术的说明

最近，随着半导体器件的集成度和性能的提高，对于在生产半导体器件中使用的干蚀刻气体和CVD气体的技术需求增加，如在非常大型的集成(VLSI)电路、超大规模集成(ULSI)电路等等中所见的那样。为了满足这种需求，已经研究了具有较好质量的各种化合物。

例如，专利文献1公开了分子中具有三键的六氟-2-丁炔作为形成具有低介电常数的氟化非晶碳绝缘膜的气体。专利文献2公开了分子中具有三键的八氟-2-戊炔用作形成高展弦比接触孔的干蚀刻气体。

对于制备分子中具有三键的全氟炔烃化合物的方法，例如，专利文献3公开了用碱处理2，3-二氢十氟戊烷来获得目标产物八氟-2-戊炔的方法。

然而，据报道，用作原料的2，3-二氢十氟戊烷对环境有害，这是由于它在大气中的寿命是17年，并且其(100年)全球变暖潜力(GWP)值高达1300。

非专利文献1公开了制备六氟-2-丁炔的下述方法。首先，将三氟碘甲烷加入到3，3，3-三氟丙烯中，获得2-碘代六氟丁烷。然后，用碱处理2-碘代六氟丁烷，获得六氟-2-丁烯。将氯或溴加入到六氟-2-丁烯中，获得2，3-二卤代六氟丁烷。最后，用碱处理2，3-二卤代六氟丁烷两次，获得六氟-2-丁炔。

然而，当工业上生产该产品时，文献中公开的方法具有许多问题，因为三氟碘甲烷和3，3，3-三氟丙烯只能困难地从工业上获得，并且该方法有很多的生产步骤。因此，该方法是不实用的。

专利文献1：JP-A-9-237783

专利文献2：US-A-2005101140

专利文献3：US-A-2005092240

非专利文献1：Journal of Chemical Society，p.2504(1952)

本发明概述

鉴于相关技术的上述问题，完成了本发明。本发明的目标是提供以高产率制备全氟炔烃化合物的高效方法，使用对环境无害和工业上可获得的起始原料。

为了实现上述目标，本发明的发明人进行了广泛研究。结果，本发明人发现，可以利用下列方法高效和高产率地获得全氟炔烃化合物：使包含在C4或C5石油馏分(起始原料)中的炔烃化合物与特定卤素分子进行反应，将三键卤化，氟化，而后与金属或有机金属化合物接触，以使化合物脱卤素。这种发现导致本发明的完成。

按照本发明，提供了描述在[I]至[III]中的制备全氟炔烃化合物的下列方法。

[I]制备全氟炔烃化合物的方法，包括：

加成反应步骤：将Cl₂、Br₂或I₂加入到式(1)CH₃C≡CR¹表示的化合物中(其中R¹是甲基或乙基)，获得式(2)CH₃CX₂CX₂R¹表示的化合物(其中R¹和上述相同，X是Cl、Br或I)；

氟化反应步骤：式(2)表示的化合物与氟气反应，获得式(3)CF₃CX₂CX₂R²表示的化合物(其中X和上述相同，R²是三氟甲基或五氟乙基)；和

脱卤反应步骤：使式(3)表示的化合物与金属或有机金属化合物接触，获得式(4)CF₃C≡CR²表示的全氟炔烃化合物(其中R²和上述相同)。

[II]按照[I]的方法，其中脱卤反应步骤包括：间歇地或连续地将式(3)表示的化合物输送至反应体系中，同时从反应体系中间歇地或连续地排放所产生的式(4)表示的全氟炔烃化合物。

[III]按照[I]或[II]的方法，其中式(4)表示的全氟炔烃化合物是八氟-2-戊炔。

按照本发明，使用对环境无害和工业上可获得的起始原料，可以高效和高产率地制备全氟炔烃化合物。

本发明的详细说明和优选实施方案

制备本发明全氟炔烃化合物的方法包括下列步骤(α)至(γ)。