[发明专利]用于制备三(三烷基甲硅烷基)膦的方法

说明书

本发明涉及用于以高产率和高纯度安全地制备三(三烷基甲硅烷基)膦且没有起火或爆炸风险的方法。

技术领域

本发明涉及用于以高产率和高纯度制备三(三烷基甲硅烷基)膦并且具有安全性且无起火风险的方法。

背景技术

三(三烷基甲硅烷基)膦已被考虑用于制造半导体和显示器相关产品。三(三烷基甲硅烷基)膦中最广为人知的三(三甲基甲硅烷基)膦(在下文中也称为“TMSP”)越来越多地用作用于提供膦的前体。

为了反应的均匀性以及产物的高产率和高纯度，用于生产TMSP的已知方法通常使用溶剂。用于生产TMSP的典型方法如下：(1)通过滴液漏斗将白磷和Na/K合金引入到二甘醇二甲醚溶剂中，并向其中加入氯代三甲基硅烷(G.Beeker,W.Holderch,Chem.Ber.108,2484,1975)；(2)通过滴液漏斗将红磷和Na/K合金引入1,2-二甲基乙烷(DME)溶剂中，并向其中加入氯代三甲基硅烷(Synthetic Methods of Organometallic and InorganicChemistry,Herrmann/Brauer,第3卷,1996,Georg Thieme Verlag Stuttgart New York)；(3)使三氯化磷和氯代三甲基硅烷与镁在六甲基磷酸三酰胺(HMPT)或四氢呋喃(THF)溶剂中反应(H.Schumann,L.Rosch,Chem.Ber.107,854,1974)；(4)使钠与白磷在THF溶剂中反应以生成磷化钠，并向磷化钠中添加DME溶剂中的氯代三甲基硅烷以使其反应(F.R.Askham,G.G.Stanley,E.C.Marques,J.Am.Chem.Soc.107,7423,1985)；以及(5)使膦与三氟甲磺酸三甲基硅烷酯(TMSOTf)和三乙胺在二甲醚溶剂中反应(W.Uhlig,A.Tzschach,Z.Anorg,Allgem.Chem.576,281,1988)。

然而，上述常规方法使用过量的金属例如钠和钾，其容易与空气中的氧反应而引起自燃。所述方法还使用例如THF、醚类、DME、二甘醇二甲醚等的有机溶剂，其本质上是易燃的或在该过程中产生爆炸性副产物例如过氧化物。因此，所述方法可涉及以下缺点：过程中带入氧不仅降低产物的纯度，而且还增加起火和爆炸的风险。尤其地，其中使膦与TMSOTf和三乙胺在二甲醚溶剂中反应的方法在反应期间生成固体盐，所述固体盐应当通过后续过程例如过滤、蒸馏等除去以提高产物的纯度。过滤是制备易燃材料中最危险的工艺，因为在正压下的过滤由于向空气中释放易燃材料而具有起火的风险；在负压下的过滤在带入外部空气的情况下可引起爆炸或起火。

此外，三(三烷基甲硅烷基)膦本身容易与空气中的氧反应而引起强烈自燃，因此，三(三烷基甲硅烷基)膦应该在例如氮气和氦气的惰性气体气氛中隔绝氧气进行处理。在三(三烷基甲硅烷基)膦的制备、储存或运输期间带入氧气不仅可使产品的品质劣化，而且还引起自燃和火灾。与此同时，由于有机溶剂可加剧起火和爆炸的可能性，因此在工艺设计和操作以及溶剂处理中需要特别注意。由于上述原因，用于制备三(三烷基甲硅烷基)膦的这些常规方法具有高投资和高操作成本的弊端。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种用于以高产率和高纯度制备三(三烷基甲硅烷基)膦的方法，该方法安全性提高而无起火、爆炸等的风险，并且工艺步骤减少而为经济上可行的。

问题的解决方案

本发明提供了用于制备三(三C_1-5烷基甲硅烷基)膦的方法，其包括以下步骤：

1)制备卤代烃、三氟甲磺酸三C_1-5烷基甲硅烷基酯和叔胺的混合物；

2)将向步骤(1)中制备的混合物中添加膦；以及

3)向步骤(2)中制备的混合物中添加三氟甲磺酸三C_1-5烷基甲硅烷基酯。