[发明专利]用于生产氨基过渡金属和亚氨基过渡金属化合物的工艺

说明书

背景

氨基金属(metal amide)用作化学气相沉积的前体化合物；参见，例如美国专利第5,178,911号；第5,417,823号和第6,080,446号。氨基金属还用于合成聚合催化剂；参见，例如美国专利第6,020,444号。氨基金属还用于在具有高介电常数的材料上形成富金属层，例如用于构造微电子学设备；参见，例如WO 02/27063。亚氨基金属化合物(metal imido compound)用作齐格勒-纳塔烯烃易位聚合催化剂；参见，例如美国专利第5,405,924号。

用于制备氨基金属和/或亚氨基金属的许多已知工艺要求将固体过渡金属盐转移到烷基酰胺锂浆料中。参见，例如D.C.Bradley和I.M.Thomas，J.Chem.Soc.，1960，3857-3861。在工业规模上，将固体加入到具有反应性试剂存在的反应容器中是困难的和可能危险的操作，这是因为流动难以控制。逆反应(即，将氨基化锂加入到金属卤化物浆料中)也是可能的，然而氨基化锂盐通常具有低的溶解度，且这些盐的浆料往往是不均匀的、浓的和难以完全转移的，并因此不能充分地控制反应化学计量以提供具有商业上可接受的质量和数量的氨基金属和亚氨基金属。反向添加还要求使用用于处理的第二容器且因此是较不期望的。

美国专利第7,238,821号公开了一种用于经由一锅工艺制备大规模有机金属化合物的方法，所述有机金属化合物包括氨基过渡金属，其中(i)使烃或含杂原子的材料例如胺与碱性材料例如丁基锂在溶剂的存在下反应以生产第一反应混合物，(ii)将金属源添加到第一反应混合物中，(iii)使烃或含杂原子的材料与金属源反应以生产包含有机金属化合物的第二反应混合物，以及(iv)将有机金属化合物从第二反应混合物中分离出来。在文献D.C.Bradley和I.M.Thomas，J.Chem.Soc.，1960，3857-3861中，在第3860页公开了相同的工艺，其中将由正丁基溴化物和锂生产的丁基锂与二乙胺组合以形成第一反应混合物，向该第一反应混合物中加入金属化合物和溶剂。使第一反应混合物反应，使得形成包含氨基金属的第二反应混合物，随后将氨基金属从第二反应混合物中分离出来。

尽管在合成氨基金属和亚氨基金属方面有进步，但存在开发更有效的和更低成本的工艺的持续需求。

发明

本发明通过提供生产氨基金属和/或亚氨基金属的方法满足了上述需求，所述方法包括(i)将至少一种卤化过渡金属、胺组合物和溶剂组合成第一反应混合物，(ii)随后将烷基化金属或格氏试剂加入到第一反应混合物的至少一部分中，由此形成第二反应混合物，以及(iii)使第二反应混合物经受足以生产氨基过渡金属或亚氨基过渡金属化合物的反应条件，其中胺组合物包括至少一种伯胺或至少一种仲胺或至少一种二元胺或其混合物。可选择地，胺组合物还可以包括叔胺。

烷基化金属或格氏试剂可以是以液体形式且可以被直接加入到第一反应混合物中。因此，本发明还提供了生产氨基金属的一锅方法，所述方法包括(i)将至少一种卤化过渡金属、胺组合物和溶剂组合成第一反应混合物，(ii)随后将烷基化金属或格氏试剂加入到第一反应混合物中，以及(iii)将烷基化金属或格氏试剂加入到第一反应混合物中之后，使第一反应混合物经受足以生产氨基过渡金属或亚氨基过渡金属化合物的反应条件，其中胺组合物包括至少一种伯胺、至少一种仲胺、至少一种二元胺或其混合物。可选择地，胺组合物还可以包括叔胺。

还提供了生产氨基过渡金属的方法，所述方法包括(i)将至少一种卤化过渡金属、胺组合物和溶剂组合以生产第一中间体组合物，(ii)可选择地，从第一中间体组合物除去胺氢卤化物，(iii)将第一中间体组合物的一部分和烷基化金属或格氏试剂组合以生产第二中间体组合物，以及(iv)将第二中间体组合物的至少一部分和烷基化金属或格氏试剂组合以生产氨基过渡金属或亚氨基过渡金属，其中胺组合物包括至少一种伯胺或至少一种仲胺或至少一种二元胺或其混合物。可选择地，胺组合物还可以包括叔胺。