專利名稱：工業(yè)化制備三甲基銦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)中原料三甲基銦的生產(chǎn)方法，尤 其涉及工業(yè)化制備三甲基銦的方法，屬于三甲基銦制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高純?nèi)谆煹冉饘儆袡C(jī)化合物，是金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)、 化學(xué)束外延(CBE)過程中生長(zhǎng)光電子材料的重要原料，廣泛應(yīng)用于生長(zhǎng)磷化銦、銦鎵砷 氮(InGaAsN)、銦鎵砷(InGaAs)、銦鎵磷(InGaP)等化合物半導(dǎo)體薄膜材料。純凈的三 甲基銦在室溫下為固體，當(dāng)用于MOCVD時(shí)需要將該固體源封裝在鋼瓶?jī)?nèi)，然后控制鋼 瓶溫度，使其蒸氣壓達(dá)到一定值，再通過持續(xù)流動(dòng)的載氣，將在使用溫度下氣-固平衡 狀態(tài)氣相中的三甲基銦帶入MOCVD或CBE生長(zhǎng)系統(tǒng)。三甲基銦的制備一般多采用三甲基鋁與三氯化銦進(jìn)行烷基交換反應(yīng)，但存在以 下缺點(diǎn)1)反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率不高，有大量副產(chǎn)物產(chǎn)生；2)原材料成本高，工業(yè)化三甲基 鋁雖然便宜，但三氯化銦比較昂貴，尤其工業(yè)化生產(chǎn)，成本極高；3)原料易燃，存在安 全隱患，三甲基鋁非?；顫姡兹迹麄€(gè)反應(yīng)必須在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，存在安全隱
患、O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種工業(yè)化制備三甲基銦的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制備三甲基銦的方法，特點(diǎn)在充滿惰性氣體的反應(yīng)釜中，投入銦鎂合 金原料，在乙醚、四氫呋喃或甲基四氫呋喃存在下，于攪拌條件下逐步加入鹵代烷，鹵 代烷為CH3Br或CH3I,通過控制鹵代烷的加入速度控制溶劑回流速度，反應(yīng)完成后，將 溶劑蒸出，再在減壓條件下得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配得到三甲基銦。進(jìn)一步地，上述的工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其中，所述銦鎂合金為 InxMgy,其中χ = 0.3 0.7，y = 0.7 0.3，x+y = 1，χ、y為質(zhì)量百分比。所述鹵代 烷與銦鎂合金中銦含量的摩爾比為3 7 1。所述減壓的壓力為1 70mmgH。所述 解配的溫度為80 160°C。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明工藝反應(yīng)簡(jiǎn)單平穩(wěn)，易于控制，非常易于工業(yè)化生產(chǎn)；與三甲基鋁置換 法相比，材料便宜，反應(yīng)產(chǎn)率高，由于采用反應(yīng)釜與蒸發(fā)釜的分離，未反應(yīng)的合金仍在 反應(yīng)釜中，繼續(xù)反應(yīng)，總產(chǎn)率接近90%以上，副產(chǎn)物可以回收利用，幾乎沒有廢料；安 全性較好，由于反應(yīng)過程中采用的原料沒有自燃物質(zhì)，反應(yīng)過程安全，特別適合大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖1 :本發(fā)明制備方法的反應(yīng)式。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用銦鎂合金，在催化劑和醚類溶劑存在下，與鹵代烷反應(yīng)，工業(yè)化制
備三甲基銦。如圖1所示，具體制備工藝為在充滿惰性氣體的反應(yīng)釜中，投入銦鎂合金原 料，銦鎂合金為InxMgy,其中χ = 0.3 0.7，y = 0.7 0.3，x+y = 1, χ、y為質(zhì)量百 分比；于醚類溶劑存在下，醚類溶劑為乙醚、四氫呋喃或甲基四氫呋喃；在攪拌條件下 逐步加入鹵代烷，鹵代烷為CH3Br或CH3I;通過控制鹵代烷的加入速度控制溶劑回流速 度，鹵代烷與銦鎂合金中銦含量的摩爾比為3 7 1 ；反應(yīng)完成后，將溶劑蒸出，再在 減壓條件下(減壓的壓力為1 70mmgH)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配 的溫度為80 160°C )得到三甲基銦。實(shí)施例1 在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水乙醚2150g，在攪拌條 件下逐步加入碘甲烷(CH3I)2420g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶劑回流速 度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度為 1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C之 間)得到三甲基銦492g，收率為87% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例2:在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水乙醚1600g，在攪拌條 件下逐步加入碘甲烷(CH3I)2420g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶劑回流速 度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度為 1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C之 間)得到三甲基銦475g，收率為84% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例3:在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水乙醚2150g，在攪拌條 件下逐步加入碘甲烷(CH3I) 2050g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶劑回流速 度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度為 1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C之 間)得到三甲基銦458g，收率為81% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例4 在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水乙醚2150g，在攪拌條 件下逐步加入溴甲烷(CH3Br) 1610g，通過控制溴甲烷(CH3Br)的加入速度控制溶劑回流 速度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度為 1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C之 間)得到三甲基銦368g，收率為65% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例5
4
在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水四氫呋喃2150g，在攪 拌條件下逐步加入碘甲烷(CH3I)2420g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶劑回 流速度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度 為1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C 之間)得到三甲基銦310g，收率為55% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例6 在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水四氫呋喃3050g，在攪 拌條件下逐步加入碘甲烷(CH3I)2420g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶劑回 流速度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真空度 為1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C 之間)得到三甲基銦385g，收率為68% (按金屬銦計(jì)算)。實(shí)施例7 在充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中，投入銦鎂合金800g，加入無水甲基四氫呋喃2150g， 在攪拌條件下逐步加入碘甲烷(CH3I) 2420g，通過控制碘甲烷(CH3I)的加入速度控制溶 劑回流速度，反應(yīng)完成后，繼續(xù)保持回流4小時(shí)，然后將溶劑蒸出，再在減壓條件下(真 空度為1 70mmgH之間)得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配(解配的溫度為80 160°C之間)得到三甲基銦435g，收率為77% (按金屬銦計(jì)算)。本發(fā)明工藝反應(yīng)簡(jiǎn)單平穩(wěn)，易于控制，非常易于工業(yè)化生產(chǎn)；與三甲基鋁置換 法相比，材料便宜，反應(yīng)產(chǎn)率高，由于采用反應(yīng)釜與蒸發(fā)釜的分離，未反應(yīng)的合金仍在 反應(yīng)釜中，繼續(xù)反應(yīng)，總產(chǎn)率接近90%以上，副產(chǎn)物可以回收利用，幾乎沒有廢料；安 全性較好，由于反應(yīng)過程中采用的原料沒有自燃物質(zhì)，反應(yīng)過程安全，特別適合大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改 進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其特征在于在充滿惰性氣體的反應(yīng)釜中，投入 銦鎂合金原料，在乙醚、四氫呋喃或甲基四氫呋喃存在下，于攪拌條件下逐步加入鹵代 烷，鹵代烷為CH3Br或CH3I,通過控制鹵代烷的加入速度控制溶劑回流速度，反應(yīng)完 成后，將溶劑蒸出，再在減壓條件下得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配得到三甲基 銦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其特征在于所述銦鎂合金 為 InxMgy,其中 χ = 0.3 0.7，y = 0.7 0.3，x+y = 1，χ、y 為質(zhì)量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其特征在于所述鹵代烷與 銦鎂合金中銦含量的摩爾比為3 7 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其特征在于所述減壓的壓 力為1 70mmgH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化制備三甲基銦的方法，其特征在于所述解配的溫 度為80 160°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)化制備三甲基銦的方法，在充滿惰性氣體的反應(yīng)釜中，投入銦鎂合金原料，在醚類溶劑存在下，攪拌條件下逐步加入鹵代烷，通過控制鹵代烷的滴加速度控制溶劑回流速度，反應(yīng)完成后，將溶劑蒸出，再在減壓條件下得到三甲基銦與醚的配合物，最后解配得到三甲基銦。本發(fā)明工藝反應(yīng)簡(jiǎn)單平穩(wěn)，易于控制，反應(yīng)產(chǎn)率高，由于反應(yīng)過程中采用的原料沒有自燃物質(zhì)，反應(yīng)過程非常安全，特別適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07F5/00GK102020668SQ20101059998
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者吉敏坤, 孫祥禎, 張溧, 張進(jìn)琪, 朱春生, 潘毅, 陳化冰 申請(qǐng)人:江蘇南大光電材料股份有限公司