电子级二异丙基碲的制备

任丹丹

摘 要：本文介绍了一种电子级二异丙基碲的制备过程，先用格氏試剂方法合成二异丙基碲（DIPTe）），第二步将二异丙基碲的粗品浓缩，最后使用定制的含有填料的塔柱，对比多种不同的实验方法，得到一个可靠的、有效的提纯工艺。经过1H NMR（核磁共振波谱仪）和ICP-OES（电感耦合等离子吸收光谱仪）的检测，产品有机纯度≥99.9%，无机杂质总含量≤1ppm，达到电子级（6N）的要求。

关键词：二异丙基碲（DIPTe）;格氏试剂;核磁共振波谱仪

二异丙基碲（DIPTe）属于MO源（金属有机化合物）系列产品中的一种，它的化学性质活泼，在空气中易发生氧化，对光线敏感，应在无水无氧环境下避光保存。该化合物是半导体技术重要的原材料，主要作为金属有机化合物气相沉积（MOCVD）工艺中所使用的成膜原料，通常用作CdTe薄膜生长。

制备电子级二异丙基碲（DIPTe）存在很大的不易控制性和危险性，加上其沸点高，导致提纯变的困难。本文重点介绍了DIPTe的合成方法和高效提纯方法，得到6N电子级产品。

1 实验部分

1.1 原料

镁屑：3N，安耐吉公司;溴代异丙烷：99%，阿拉丁公司;四氯化碲：99%，自制;四氢呋喃：98%，杭州化学试剂。

1.2 二异丙基碲的合成

本实验采用经典的格氏试剂法合成二异丙基碲，在惰性气体手套箱中，以7mol的无水THF为溶剂，3mol的镁和2.9mol的C3H7Br反应得到C3H7MgBr;在保持-50～-60℃低温条件下，以C3H7MgBr：TeCl4=4：0.9的比例投料，利用0.65mol的TeCl4和上述格氏试剂反应，得到了0.5mol的DIPTe，产率约达到77%。

反应式为：

1.3 二异丙基碲粗品的分离

在惰性气体手套箱中，用带有刺型分离柱的蒸馏装置，设定冷冻机温度为-10℃±5℃，搅拌速度为200-300r/min，对釜进行加热，常压蒸馏出约400g的THF。

使用低温冷冻机对接收瓶夹套进行冷却，控制接收瓶夹套温度在-50±5℃，真空度设为15kPa（绝压），接收到200g左右的粗品和THF的黄色透明混合液。

1.4 二异丙基碲（DIPTe）的纯化

1.4.1 方法1：减压精馏

本次纯化采用特制的填料玻璃精馏柱代替蒸馏头，实验所用玻璃精馏柱长度为300mm;搭建精馏装置，设定相关参数，冷凝管温度设为-5-0℃，真空度控制在4-5kPa。釜温70℃，开始出现回流，顶温逐渐上升至55.8℃，开始以2秒1滴出前馏分，釜温最终稳定在73-75.2℃，前馏分接收量控制在105g。当顶温上升至65℃并保持稳定时，换瓶开始接收中馏分，保持出料速度在3秒2滴，中馏分接收量约60g。前馏分和中馏分的蒸出后，当釜温继续上升但顶温却开始下降时，关闭加热。

实验结束后，取中间馏分瓶进行称重，得到452g馏分计算收率约为56%。经1H NMR分析，有机含量大于99%，无机离子杂质含量小于1ppm，基本达到实验要求。

1.4.2 方法2：采用不同真空度减压精馏

通过上述实验发现，分析出通过特制精馏柱，采用减压精馏的方式可以完全分离四氢呋喃，为了避免二异丙基碲损耗过大，本实验在除完四氢呋喃后改用低真空度精馏二异丙基碲，更好地分离杂质。

在精馏时，馏出的二异丙基碲会和环境产生热交换，在升温的过程中，有少量的产品被抽到了真空冷阱中，为了提高二异丙基碲收率，本实验在接收二异丙基碲时，对接收瓶进行实时冷却。

前段操作，和上述实验相同，接收瓶采用夹套烧瓶接收，保持接收的馏分在0℃左右，始终保持接收瓶冷却以防损耗。将真空度设置为7-7.5kPa，其他操作和方法1类似，精馏结束，得到中间馏分约65g，计算收率为61.3%。

2 分析

以C6D6为溶剂，产品经1H NMR核磁分析有机含量大于99.9%，具体见下图：

经ICP-OES检测，无机离子杂质含总量小于1ppm，二异丙基碲（DIPTe）的无机纯度达到6N。

3 结论

采用格氏试剂法合成二异丙基碲，低温条件下进行二异丙基碲粗品的分离，然后通过不同真空度减压精馏的纯化方法，投料量为106g（以碲的有效含量计算），通过去除低沸点杂质和高沸点杂质，得到65g产品，计算收率为61.3%。通过1H NMR分析有机纯度和ICP-OES分析无机杂质，结果显示，最终的DIPTe中不含溶剂四氢呋喃，满足电子级（6N）产品的要求，达到实 验预期效果。