(57)【要約】  少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランを含む組成物、及びテトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理することを含む、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物であって、
少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランと、
５％（ｗ／ｗ）以下の他のシランと、
２％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素と、
を含む、組成物。
【請求項２】
少なくとも９７％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
３％（ｗ／ｗ）以下の他のシランを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
１％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法であって、
（ｉ）式Ｘ3ＳｉＳｉＸ3（式中、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである）を有するヘキサハロジシランを第三級アミン触媒で処理して、テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを含む第１の混合物を生成すること、
（ｉｉ）該テトラキス（トリハロシリル）シランと該四ハロゲン化ケイ素とを分離すること、
（ｉｉｉ）分離した該テトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理して、ネオペンタシランを含む第２の混合物を生成すること、及び
（ｉｖ）該第２の混合物を蒸留して、該ネオペンタシランを取り出すこと、
を含む、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法。
【請求項６】
前記ヘキサハロジシランがヘキサクロロジシランである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第三級アミン触媒が１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第三級アミン触媒の濃度が、ヘキサハロジシランの重量に基づき０．０１％（ｗ／ｗ）〜１％（ｗ／ｗ）である、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記工程（ｉｉｉ）及び前記工程（ｉｖ）を順次実施する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記工程（ｉｉｉ）及び前記工程（ｉｖ）を同時に実施する、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記テトラキス（トリハロシリル）シランに対する前記水素化ジイソブチルアルミニウムのモル比が１２〜１４である、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネオペンタシランを含む組成物に関し、より詳細には、少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランを含む組成物に関する。本発明はまた、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法に関し、当該方法は、テトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理することを含む。
【０００２】
関連出願の相互参照
該当なし。
【背景技術】
【０００３】
ネオペンタシラン及びこの化合物を製造する方法は当該技術分野において既知である。例えば、Feher他（非特許文献１）は、マグネシウムシリサイドの酸分解並びに蒸留及びガスクロマトグラフィによる分離による、ネオペンタシランを含むシランの混合物の製造を発表している。
【０００４】
Hoefler他（非特許文献２）は、−１００℃においてジエチルエーテル中でテトラキス（トリクロロシリル）シランを水素化アルミニウムリチウムで水素化して、１：２のイソテトラシラン−ネオペンタシラン混合物を含む黄褐色ポリマーが得られることを発表している。
【０００５】
Andrews他（非特許文献３）は、−２０℃に維持される従来のオゾン発生管における５時間〜１０時間の４０ｋＶの無声放電を用いた高分子量ケイ素−ゲルマニウム水素化物の製造を発表している。出発原料であるＧｅＨ4、ＳｉＨ4及びＳｉ2Ｈ6に由来して、気液クロマトグラフィによって単離される生成物は特にネオペンタシランを含むものであった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1974, 10(7), 577-579
【非特許文献２】Inorg. Chem. Lett. 1973, 9(7), 723-725
【非特許文献３】J. Chem. Soc. A: Inorganic, Physical, Theoretical 1966, (1), 46-48
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の参考文献は、ハロシランの還元を含む種々の方法によるネオペンタシランの製造を記載しているが、商業的生産プロセスの規模に変更することができる、高収率で高純度を有するネオペンタシランを製造する方法に対する需要が依然として残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、組成物であって、
少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランと、
５％（ｗ／ｗ）以下の他のシランと、
２％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素とを含む、組成物を対象とする。
【０００９】
本発明はまた、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法であって、
（ｉ）式Ｘ3ＳｉＳｉＸ3（式中、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである）を有するヘキサハロジシランを第三級アミン触媒で処理して、テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを含む第１の混合物を生成すること、
（ｉｉ）テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを分離すること、
（ｉｉｉ）分離したテトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理して、ネオペンタシランを含む第２の混合物を生成すること、及び
（ｉｖ）第２の混合物を蒸留して、ネオペンタシランを取り出すことを含む、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法を対象とする。
【００１０】
本発明の組成物は、高純度のネオペンタシランを含有する。特に、組成物は典型的に、組成物の総重量に基づき、少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランと、５％（ｗ／ｗ）以下の他のシランと、２％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素とを含有する。
【００１１】
本発明の方法は、高収率で高純度を有するネオペンタシランを製造するものである。重要なことは、ネオペンタシランを蒸留によって反応混合物から容易且つ効率的に取り出すことができることである。この分離により、純度及び収率を下げる望ましくない副反応の発生が最小限に抑えられる。また、ネオペンタシランは、或る特定の用途、特にエレクトロニクス分野において有害なおそれのある溶媒を含んでいない。さらに、本方法は、化学量論量であるか又はわずかだけ過剰な水素化ジイソブチルアルミニウムを用いて経済的に実施することができる。さらに、本方法は商業的生産プロセスの規模に変更することができる。
【００１２】
本発明のネオペンタシランは、化学気相成長法又は物理気相成長法によってケイ素含有膜、例えばシリカ、炭化ケイ素及び窒化ケイ素を形成するための前駆体として用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明による組成物は、
少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランと、
５％（ｗ／ｗ）以下の他のシランと、
２％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素とを含む。
【００１４】
組成物は、組成物の総重量に基づき、少なくとも９３％（ｗ／ｗ）、代替的には少なくとも９５％（ｗ／ｗ）、代替的には少なくとも９８％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランを含む。例えば、組成物は典型的に、９３％（ｗ／ｗ）〜１００％（ｗ／ｗ）、代替的には９５％（ｗ／ｗ）〜９９％（ｗ／ｗ）、代替的には９７％（ｗ／ｗ）〜９９％（ｗ／ｗ）、代替的には９９％（ｗ／ｗ）〜９９．９％（ｗ／ｗ）のネオペンタシランを含む。
【００１５】
ネオペンタシランに加えて、組成物は、組成物の総重量に基づき、５％（ｗ／ｗ）以下、代替的には３％（ｗ／ｗ）以下、代替的には１％（ｗ／ｗ）以下の少なくとも１つの他のシランを含む。他のシランの例としては、次式：Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10、Ｓｉ6Ｈ14、Ｓｉ7Ｈ16、ｉｓｏ−ＢｕＳｉＨ3、Ｈ2（ＣＨ3）ＳｉＳｉ（ＳｉＨ3）3、及びＨ2（ｉｓｏ−Ｂｕ）ＳｉＳｉ（ＳｉＨ3）3（式中、ｉｓｏ−Ｂｕはイソブチルである）を有するシランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
組成物はまた、組成物の総重量に基づき、２％（ｗ／ｗ）以下、代替的には１％（ｗ／ｗ）以下の少なくとも１つの炭化水素を含む。炭化水素の例としては、イソブタン、ペンタン及びヘキサン等の脂肪族炭化水素；並びにトルエン等の芳香族炭化水素が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
組成物中のネオペンタシラン、他のシラン（複数可）及び炭化水素（複数可）の重量％は、実施例のセクションで以下に記載されるような組成物のプロトン核磁気共鳴（1Ｈ  ＮＭＲ）スペクトルから求めることができる。
【００１８】
本発明によれば、ネオペンタシランを含む組成物を製造する方法は、
（ｉ）式Ｘ3ＳｉＳｉＸ3（式中、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである）を有するヘキサハロジシランを第三級アミン触媒で処理して、テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを含む第１の混合物を生成すること、
（ｉｉ）テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを分離すること、
（ｉｉｉ）分離したテトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理して、ネオペンタシランを含む第２の混合物を生成すること、及び
（ｉｖ）第２の混合物を蒸留して、ネオペンタシランを取り出すことを含む。
【００１９】
本発明の方法の工程（ｉ）では、式Ｘ3ＳｉＳｉＸ3（式中、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである）を有するヘキサハロジシランを、第三級アミン触媒で処理して、テトラキス（トリハロシリル）シランと四ハロゲン化ケイ素とを含む第１の混合物を生成する。
【００２０】
ヘキサハロジシランは、単一のヘキサハロジシラン又は２つ以上の異なるヘキサハロジシランを含む混合物であり得る。例えば、ヘキサハロジシランは、ヘキサクロロジシラン、ヘキサブロモジシラン、又はヘキサクロロジシランとヘキサブロモジシランとの混合物であり得る。
【００２１】
ヘキサハロジシランを製造する方法は当該技術分野において既知である。例えば、ヘキサクロロジシランは、シリコン金属を塩化水素と反応させると共に１４４℃〜１４６℃の沸点を有する生成物を取り出すことによって調製することができる。また、ヘキサブロモジシランは、カルシウムシリサイドを酸素ガス及び臭素ガスで処理すること、及びその後、２０ｋＰａ〜２７ｋＰａの圧力下１３０℃〜１４０℃で反応生成物を蒸留することによって調製することができる。代替的に、Walter C. Schumb (Inorg. Synth. II, 1946, 98-102)に例示されるように、ヘキサブロモジシランは、カルシウムシリサイドを臭素と反応させることによって調製することができる。
【００２２】
第三級アミン触媒は、モノアミン、ジアミン、トリアミン又はポリアミンであり得る。さらに、第三級アミン触媒は、非環式、環状、又は非環式／環状構造を有し得る。第三級アミン触媒の例としては、モノアミン、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｓｅｃ−ブチルアミン、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、Ｎ−メチルジエチルアミン、Ｎ−メチルジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ−メチルジイソプロピルアミン、Ｎ−メチルジ−ｎ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジ−ｔｅｒｔ−ブチルアミン、Ｎ−メチルジ−ｎ−ペンチルアミン、Ｎ−メチルジ−ｎ−ヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−プロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｓｅｃ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルヘプチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルノニルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルデシルアミン、トリシクロプロピルアミン、トリシクロブチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリシクロヘキシルアミン, ジメチルシクロプロピルアミン、ジメチルシクロブチルアミン、ジメチルシクロペンチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、メチルジシクロプロピルアミン、メチルジシクロブチルアミン、メチルジシクロペンチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、ジエチルシクロプロピルアミン、ジエチルシクロブチルアミン、ジエチルシクロペンチルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミン、エチルジシクロプロピルアミン、エチルジシクロブチルアミン、エチルジシクロペンチルアミン及びエチルジシクロヘキシルアミン；ジアミン、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（１，１）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（１，２）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（１，１）プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（２，２）プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（１，２）プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル（１，３）プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル（１，２）エチレンジアミン、ジアゾビシクロ［２．２．２］オクタン、及びジアゾビシクロ［３．３．３］デカン；トリアミン、例えば、１，１，４，７，７−ペンタメチルジエチレントリアミン；並びに、ポリアミン、例えば、ポリ（Ｎ−メチルエチレンイミン）及びポリ（Ｎ−アルキルエチレンイミン）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
第三級アミン触媒は、各々上記のような、単一の第三級アミン又は２つ以上の異なる第三級アミンを含む混合物であり得る。
【００２４】
ヘキサハロジシランは、クロロシランを第三級アミンと接触させるのに好適な任意の標準的なリアクタ内において第三級アミン触媒で処理され得る。好適なリアクタとしては、ガラスリアクタ及びテフロン（登録商標）加工ガラスリアクタが挙げられる。リアクタには、攪拌する、例えばかき混ぜる手段が備わっていることが好ましい。また、湿気のない状態の窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気において反応を実施することが好ましい。
【００２５】
ヘキサハロジシラン及び第三級アミン触媒は任意の順序で合わせることができる。典型的には、第三級アミン触媒を激しく攪拌しながらヘキサハロジシランに添加する。しかしながら、逆添加、即ち、第三級アミン触媒へのテトラキス（トリハロシリル）シランの添加も可能である。
【００２６】
ヘキサハロジシランへの第三級アミン触媒の添加（又はその逆)の速度は典型的に、反応混合物の温度が、テトラキス（トリハロシリル）シランの分解温度よりも低いままであるような速度である。
【００２７】
ヘキサハロジシランは典型的に、−１０℃〜３００℃、代替的には０℃〜１００℃、代替的には０℃〜６０℃、代替的には２０℃〜６０℃の温度において、第三級アミン触媒で処理される。温度が３００℃を超えると、テトラキス−（トリハロシリル）シランは分解に付される。
【００２８】
反応時間は、ヘキサハロジシラン及び第三級アミン触媒の構造、並びに温度を含む幾つかの要因に応じて決まる。反応時間は典型的に、２０℃〜６０℃の温度で、１時間〜２４時間、代替的には１時間〜１２時間、代替的には１時間〜６時間である。最適な反応時間は、以下の実施例セクションに記載されている方法を用いた通常の実験によって求めることができる。
【００２９】
第１の反応混合物中の第三級アミン触媒の濃度は典型的には、ヘキサハロジシランの重量に基づき、０．００１％（ｗ／ｗ）〜１０％（ｗ／ｗ）、代替的には０．０１％（ｗ／ｗ）〜１％（ｗ／ｗ）、代替的には０．０１％（ｗ／ｗ）〜０．１％（ｗ／ｗ）である。
【００３０】
本発明の方法の工程（ｉ）は、有機溶媒の存在下又は非存在下のいずれでも実施することができる。有機溶媒は、本発明の方法の条件下でヘキサハロジシラン、第三級アミン触媒又はテトラキス（トリハロシリル）シラン生成物と反応しない、任意の非プロトン性又は双極性非プロトン性の有機溶媒であり得る。
【００３１】
有機溶媒の例としては、ｎ−ペンタン、ヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソオクタン及びドデカン等の飽和脂肪族炭化水素；シクロペンタン及びシクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレン等の芳香族炭化水素；メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等のケトン；トリクロロエタン等のハロゲン化アルカン；並びに、ブロモベンゼン及びクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３２】
有機溶媒は、各々上に記載及び例示したような、単一の有機溶媒又は２つ以上の異なる有機溶媒を含む混合物であり得る。
【００３３】
存在する場合、有機溶媒の濃度は典型的に、第１の反応混合物の総重量に基づき、１％（ｗ／ｗ）〜９９％（ｗ／ｗ）、代替的には１０％（ｗ／ｗ）〜９９％（ｗ／ｗ）、代替的には５０％（ｗ／ｗ）〜９９％（ｗ／ｗ）、代替的には５０％（ｗ／ｗ）〜７５％（ｗ／ｗ）である。
【００３４】
本発明の方法の工程（ｉｉ）では、テトラキス（トリハロシリル）シラン及び四ハロゲン化ケイ素を分離する。この分離は、混合物を真空に引いて、四ハロゲン化ケイ素及び任意の有機溶媒を取り出すことによって実施することができる。例えば、この分離は、混合物を６０℃の温度で７時間１．３Ｐａの真空に引くと共に、コールドトラップ内の四ハロゲン化ケイ素及び任意の溶媒を回収することによって実施することができる。
【００３５】
本発明の方法の工程（ｉｉｉ）では、分離したテトラキス（トリハロシリル）シランを水素化ジイソブチルアルミニウムで処理し、ネオペンタシランを含む第２の混合物を生成する。
【００３６】
水素化ジイソブチルアルミニウムは、未希釈の液体状で又は種々の有機溶媒に溶解した溶液として、市販されているものである。しかしながら、溶媒によっては、本方法の工程（ｉｖ）でネオペンタシランと共に蒸留され、生成物が汚染される可能性がある。このような汚染は、高い純度を要する或る特定の用途、特にエレクトロニクス分野において問題を引き起こす。
【００３７】
テトラキス（トリハロシリル）シランは、ハロシランを金属水素化物還元剤と接触させるのに好適な任意の標準的なリアクタ内において水素化ジイソブチルアルミニウムで処理することができる。好適なリアクタとしては、ガラスリアクタ及びテフロン（登録商標）加工ガラスリアクタが挙げられる。リアクタには、攪拌する、例えばかき混ぜる手段が備わっていることが好ましい。また、ネオペンタシランが自然発火性であるため、反応は典型的に不活性雰囲気中で実施する。これは、反応物を導入する前に、リアクタに窒素又はアルゴン等の乾燥不活性ガスをパージすると共に、リアクタ内にガスのブランケットを維持することによって達成することができる。
【００３８】
テトラキス（トリハロシリル）シラン及び水素化ジイソブチルアルミニウムは任意の順序で組み合わせることができる。典型的には、水素化ジイソブチルアルミニウムを固体テトラキス（トリハロシリル）シランに添加する。しかしながら、逆添加、即ち、水素化ジイソブチルアルミニウムへのテトラキス（トリハロシリル）シランの添加も可能である。この場合、テトラキス（トリハロシリル）シランは典型的に、有機溶媒に溶解した溶液として水素化ジイソブチルアルミニウムに添加される。
【００３９】
テトラキス（トリハロシリル）シランへの水素化ジイソブチルアルミニウムの添加（又はその逆)の速度は典型的に、反応混合物の温度が、テトラキス（トリハロシリル）シランの分解温度よりも低いままであるような速度である。
【００４０】
テトラキス（トリハロシリル）シランは典型的に、−１０℃〜３００℃、代替的には０℃〜１００℃、代替的には０℃〜６０℃、代替的には２０℃〜６０℃の温度で、水素化ジイソブチルアルミニウムで処理される。
【００４１】
反応時間は、テトラキス（トリハロシリル）シランの構造及び温度を含む幾つかの要因に応じて決まる。反応は典型的に、ネオペンタシランへのテトラキス（トリハロシリル）シランの還元が完了するのに十分な時間実施される。本明細書中で用いられる場合、用語「還元を完了する」とは、テトラキス(トリハロシリル）シラン中に元々存在するケイ素結合ハロゲン原子が水素原子で置換されることを意味している。例えば、反応時間は典型的に、２０℃〜６０℃の温度で、０．１時間〜４時間、代替的には０．５時間〜２時間、代替的には１時間〜２時間である。
【００４２】
テトラキス（トリハロシリル）シランに対する水素化ジイソブチルアルミニウムのモル比は典型的に、１２〜１６、代替的には１２〜１４、代替的には１３〜１４である。モル比が１２未満である場合、混合物は、ネオペンタシランに加えて未反応のテトラキス（トリハロシリル）シランを含有するであろう。モル比が１６を超える場合には、プロセスのコストが不必要に増大する。
【００４３】
本発明の方法の工程（ｉｉｉ）は、有機溶媒の存在下又は非存在下のいずれでも実施することができる。有機溶媒は、本発明の方法の条件下でテトラキス（トリハロシリル）シラン、水素化ジイソブチルアルミニウム、又はネオペンタシラン生成物と反応しない、任意の非プロトン性又は双極性非プロトン性の有機溶媒であり得る。好適な溶媒の例は、本発明の方法の工程（ｉ）について上に記載および例示したものである。
【００４４】
本発明の方法の工程（ｉｖ）では、第２の混合物を蒸留してネオペンタシランを取り出す。第２の反応混合物は、大気圧又は準大気圧下で蒸留することができる。例えば、第２の反応混合物は典型的に減圧下、１００℃以下の温度で蒸留される。本明細書中で用いられる場合、用語「減圧」とは、ネオペンタシランを揮発させて、それを反応混合物から取り出すのに十分な大気圧未満の圧力を意味する。具体的な圧力は蒸留温度に応じて決まる。例えば、圧力は、０℃〜１００℃の温度で１３．３ｍＰａ〜２０ｋＰａ、代替的には５℃〜８０℃の温度で１３３ｍＰａ〜６．７ｋＰａ、代替的には２０℃〜６０℃の温度で１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａであり得る。蒸留温度が上記範囲内で上がるにつれて、ネオペンタシランの揮発に要する圧力は下がる。また、溶媒が存在する場合、溶媒は典型的に、ネオペンタシランと共蒸留しないような沸点を有する。
【００４５】
本発明の方法の工程（ｉｉｉ）及び工程（ｉｖ）は、順次又は同時に実施することができる。例えば、テトラキス（トリハロシリル）シランは水素化ジイソブチルアルミニウムで処理した後に、反応混合物を蒸留してネオペンタシランを取り出すことができる。代替的には、テトラキス（トリハロシリル）シランは、反応混合物の同時蒸留を用いて水素化ジイソブチルアルミニウムで処理し、ネオペンタシランが形成されたらそれを取り出して、純度及び収率を下げるおそれのある望ましくない副反応の発生を最小限に抑えることができる。
【００４６】
所望であれば、本発明の方法によって得られるネオペンタシランを、少なくとも１つのさらなる蒸留によってさらに精製することができる。例えば、ネオペンタシランは典型的には減圧下１００℃未満の温度で蒸留される。
【００４７】
本発明の組成物は高純度のネオペンタシランを含有する。特に、組成物は典型的に、組成物の総重量に基づき、少なくとも９３％（ｗ／ｗ）のネオペンタシラン、５％（ｗ／ｗ）以下の他のシラン、２％（ｗ／ｗ）以下の炭化水素を含有する。
【００４８】
本発明の方法は、高収率で高純度を有するネオペンタシランを製造するものである。重要なことは、ネオペンタシランを蒸留によって反応混合物から容易に且つ効率的に取り出すことができることである。この分離により、純度及び収率を下げる望ましくない副反応の発生が最小限に抑えられる。また、ネオペンタシランは、或る特定の用途、特にエレクトロニクス分野において有害なおそれのある溶媒を含んでいない。さらに、本方法は、化学量論量であるか又はわずかだけ過剰な水素化ジイソブチルアルミニウムを用いて経済的に実施することができる。さらに、本方法は商業的生産プロセスの規模に変更することができる。
【００４９】
本発明のネオペンタシランは、化学気相成長法又は物理気相成長法によってケイ素含有膜、例えばシリカ、炭化ケイ素及び窒化ケイ素を形成するための前駆体として用いることができる。
【実施例】
【００５０】
本発明の組成物及び方法をさらに例示するために以下の実施例を提示するが、これらは、添付の特許請求の範囲に記載される発明を限定すると見なされるものではない。特に断りのない限り、実施例中に記録される全ての部及びパーセンテージは重量に基づく。実施例中では以下の方法及び材料を用いた。
【００５１】
プロトンＮＭＲスペクトル
Ｖａｒｉａｎ  ＶＸＲ  ４００ＭＨｚ  ＮＭＲスペクトロメータを用いてネオペンタシラン組成物のプロトン核磁気共鳴スペクトル（1Ｈ  ＮＭＲ）を得た。５ｍｍの直径を有するＮＭＲ管内で、サンプル（約０．２ｍＬ）を１．０ｍＬのベンゼン−ｄ6中に溶解した。実施例中に記録される化学シフト値（δ）は、ベンゼン−ｄ6に対して測定される百万分率（ｐｐｍ）の単位である。
【００５２】
ガスクロマトグラフィ−マススペクトロメトリ
ＨＰ  ５９７２質量選択検出器（四重極質量分析計）に連結させた、ＤＢ−１カラム（３０ｍ×０．２５ｍｍ）を備えたＨＰ  ６８９０ガスクロマトグラフから成るガスクロマトグラフ−マススペクトロメータを用いて、ネオペンタシラン組成物の成分を同定した。炉温度を３５℃で４分間維持し、１５℃／分の速度で２５０℃に上げた後、２５０℃で５分間維持した。
【００５３】
ヘキサクロロジシラン（９９＋％）は、Dow Corning Corporationで、ＨＣｌガス及びシリコンからトリクロロシランを調製する際に副生成物として調製及び精製したものである。
【００５４】
１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（９８％）はAldrich（Milwaukee, WI）から入手し、そのまま使用した。
【００５５】
水素化ジイソブチルアルミニウム（試薬用）はAldrich（Milwaukee, WI）から入手し、使用前に真空下で３０分間脱気した。
【００５６】
〔実施例１〕
２．５ｍＬのジエチルエーテル中に溶解した０．２３ｇの１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンの溶液を乾燥窒素下で、２５０ｍＬ容の二口丸底フラスコ内の２３０グラム（０．８６ｍｏｌ）のヘキサクロロジシランに攪拌しながら添加した。この混合物を一晩静置している間に沈殿物が形成した。混合物を１．３Ｐａの圧力下で７時間６０℃に加熱して、１１８ｇのテトラキス（トリクロロシリル）シランを白色粉末として得た。29Ｓｉ  ＮＭＲ分析及びＧＣ−ＭＳ分析によって生成物の同一性を確認した。
【００５７】
〔実施例２〕
２１．８ｍＬのジイソプロピルベンゼン中に溶解した３．９３ｇ（６．９４ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリクロロシリル）シランの溶液を乾燥窒素下で、シュレンクフラスコ内の１７．１ｍＬ（９５．８ｍｍｏｌ）の水素化ジイソブチルアルミニウムに、混合物の温度が６０℃未満に維持されるような速度で添加した。添加が完了した後、混合物を室温で１時間攪拌した。その後混合物を１．３Ｐａの圧力下で５０℃に加熱し、揮発性成分をコールドトラップ内に回収した。凝縮物は、０．８１ｇ（５４％（ｗ／ｗ））のネオペンタシラン、０．６１ｇ（４１％（ｗ／ｗ））のジイソプロピルベンゼン、及び０．０７ｇ（５％（ｗ／ｗ））の他のシランを含有していた（ＧＣ−ＭＳ及び1Ｈ  ＮＭＲにより測定）。
【００５８】
〔実施例３〕
水素化ジイソブチルアルミニウム（４３．２ｍＬ、２４２ｍｍｏｌ）を乾燥窒素下で、２５０ミリリットル容のシュレンクフラスコ内の９．９３グラム（１７．５ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリクロロシリル）シランに、混合物の温度が６０℃未満に維持されるような速度で添加した。添加が完了した後、混合物を室温で１時間攪拌した。その後混合物を１．３Ｐａの圧力下で５０℃に加熱し、揮発性成分をコールドトラップ内に回収した。凝縮物は、１．９ｇ（９３％（ｗ／ｗ））のネオペンタシラン、５％の他のシラン、及び２％（ｗ／ｗ）の炭化水素を含有していた（ＧＣ−ＭＳ及び1Ｈ  ＮＭＲにより測定）。
【００５９】
〔実施例４〕
水素化ジイソブチルアルミニウム（５５０ｇ、３．９０ｍｏｌ）を乾燥窒素下で、機械攪拌機を備えた２リットル容の四つ口フラスコ内の１６０グラム（０．２８３ｍｏｌ）のテトラキス（トリクロロシリル）シランに、混合物の温度が５５℃未満に維持されるような速度で添加した。添加が完了した後、混合物を室温で２時間攪拌した。ショートパス蒸留装置を用いて、混合物を真空（＜１３３Ｐａ）下８０℃で蒸留し、４１ｇのネオペンタシランを生成した。上記の手順をさらに四回繰り返して、ネオペンタシランを合計２１０ｇ得た。
【００６０】
熱電対、磁気攪拌棒、及び５段オールダーショウ(Oldershaw)蒸留カラムを備えた５００ｍＬ容のジャケット付フラスコに、乾燥窒素下でネオペンタシランを入れた。フラスコを真空（約６．６ｋＰａ）下６７℃で加熱することによって、ネオペンタシランを蒸留した。１５ｇの留出物を回収し、受槽（receiver）を変えて蒸留を続け、１５８ｇの高純度（９７．１％）ネオペンタシランを生成した。1Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6、δ）：０．１０（ｔ，（Ｈ3Ｓｉ）3ＳｉＨ2ＣＨ3）、０．８５（ｂｒ  ｓ，Ｃ−Ｈ）、１．２５（ｍ，Ｃ−Ｈ）、２．１２（ｓ，ＰｈＣＨ3）、３．２０〜３．７０（ｃ，Ｓｉ−Ｈ）、３．４５（ｓ，Ｓｉ（ＳｉＨ3）4）、３．８９（ｑ，（Ｈ3Ｓｉ）3ＳｉＭｅＨ2））、７．１０（ｍ，ＡｒＨ）（ここで、多重度は次のように定められる：ｓ＝一重線；ｔ＝三重線；ｍ＝多重線；ｃ＝複合線（complex）；及びｂｒ＝幅広）。組成物の成分はＧＣ−マススペクトロメトリによって同定した。表１に示すように統合管理型1Ｈ  ＮＭＲスペクトルを用いて組成物の純度を算出した。
【００６１】
【表１】
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【国際調査報告】
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