[发明专利]产生环己硅烷化合物的方法

说明书

与有关申请的交叉引用S

本申请根据35U.S.C.119(e)要求2010年1月28日提交的题为Method of Producing Cyclohexasilane Compounds的美国临时申请Ser.No.61/299,287和2010年3月5日提交的题为Method of Producing Cyclohexasilane Compounds的美国临时申请Ser.No.61/311,118的权益，通过援引将其全部公开内容并入本文。

政府权利声明

本发明在U.S.Department of Energy Grant No.DE-FG36-08GO88160的政府支持下完成。政府在本发明中具有某些权利。

背景技术

十四卤代环己硅烷化合物，比如式Y_mSi₆X_14-nX’_n(Y=具+1电荷的阳离子而m=2，或+2电荷的阳离子而m=1；并且X和X’=F，Cl，Br，I和n=0-13)代表的那些是环己硅烷Si₆H₁₂和其它硅烷化合物的制备中的重要中间体。环己硅烷能够用作电子级硅材料和装置的液态前体。在硅基电子工业中采用的各种过程和技术，环己硅烷是气态SiH₄和/或腐蚀性三氯硅烷(HSiCl₃)的相对良性的液相替代物。产生Y₂Si₆Cl₁₄中间体盐的现有方法一般使用亲核有机胺作为配体。所述合成易受大量副反应影响，其耗尽有用原料并提供低收率的中间体Y₂Si₆Cl₁₄盐(一般为大约10%)。

发明概要

本申请涉及自三氯硅烷制备环己硅烷化合物的方法。所述方法包括将三氯硅烷与试剂组合物接触以产生含有十四卤代环己硅烷双阴离子，例如十四氯环己硅烷双阴离子，的化合物。所述试剂组合物一般地包含(a)叔多元胺配体，例如，烷基取代的多亚烷基多元胺；和(b)脱质子化剂，其包括不是多元胺配体的化合物。所述脱质子化剂可以包括pKa至少约10.5且常为11或更高的叔胺。取决于反应组分和条件，一般可以使用1至72小时的反应时间，希望的是相对短的反应时间(例如，2-10小时)。本发明方法能够提供十四氯环己硅烷双阴离子产品的大幅增加的收率。

在某些实施方式中，试剂组合物可以包含(a)叔多亚烷基多元胺；和(b)脱质子化剂，比如pKa至少约10.5的三烷基胺。叔多元胺配体可以是多元胺，其含有仅具烷基、芳基和/或芳烷基取代基(合意地烷基和/或芳烷基)的氮原子。适宜的叔多亚烷基多元胺的实例包括五烷基二亚乙基三胺和四烷基乙二胺，比如N,N,N',N'-四乙基乙二胺(TEEDA)和N,N,N',N,N-五乙基二亚乙基三胺(PEDETA)，以及N,N,N’,N’-四烷基-N-苄基二亚乙基三胺，比如N,N,N’,N’-四乙基-N-苄基二亚乙基三胺。

试剂组合物可以合意地包括pKa至少约10.5的叔胺。适宜的实例包括pKa至少约10.5的叔胺，其中所述叔胺用三个烷基、芳基和/或芳烷基取代基取代。例如，试剂组合物可以包括N,N-二异丙基烷基胺和/或N,N-二异丁基烷基胺，其中所述烷基是甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，仲丁基和/或其它支化的/线性烷基(合意地具有不超过6个碳原子)。叔胺还可以用一个或多个芳烷基比如苄基和/或苯乙基取代。在某些实施方式中，试剂组合物可以包括三正烷基胺，其中所述正烷基一般具有不超过6个碳原子(例如，三乙胺，三-(正丙基)胺和/或三-(正丁基)胺)。适宜的叔胺的其它实例包括N,N,N’,N’-四烷基-1,8-萘二胺，其中所述烷基合意地是C₁-C₆烷基和优选甲基(例如，N,N,N’,N’-四甲基-1,8-萘二胺和/或N,N,N’,N’-四乙基-1,8-萘二胺)。