一种二吡啶基三氯化铌（叔丁胺）的高效合成方法 |
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| 申请号 | CN202311668560.X | 申请日 | 2023-12-07 | 公开(公告)号 | CN117624224A | 公开(公告)日 | 2024-03-01 |
| 申请人 | 江苏雅克科技股份有限公司; 江苏先科半导体新材料有限公司; | 发明人 | 苗慧贤; 翁圣斐; 顾玲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，包括如下步骤：在无 水 无 氧 条件下，向三口烧瓶中加入NbCl5，并用正己烷将其溶解；将三口烧瓶内的反应液进行降温，然后向三口烧瓶内滴加tBuNH2；三口烧瓶内的反应液在 指定 温度 范围进行反应，反应到指定时间后，将反应液进行降温，并向反应液中滴加吡啶进行反应；反应结束后，将反应液依次进行过滤和干燥处理后得到固体状的二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)。本发明在简化操作步骤，提高合成效率的 基础 上，提高了二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)合成的产率，并且降低了生产和和合成成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法技术领域[0001] 本发明涉及二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的合成工艺，具体涉及一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法。 背景技术[0002] 高价早期过渡金属配合物含有强π‑供体有机酰亚胺取代物，其在催化和化学计量过程中的潜在应用正受到广泛的研究。大量的例子表明，在过去的几年里，我们目睹了亚胺5族非金属化学的广泛发展。 [0003] 质子化锂酰胺和其他合成策略被广泛用于生成亚胺配体，在这种情况下，中性的铌配合物被合成，它们的官能团被用作辅助和反应位点。虽然作为辅助配体，它已在电子上与环戊二烯进行了比较，但一系列重要的化学计量转化，如金属酰胺的质子化，氢对金属烷基的加成，不饱和分子(CO,ArNC)插入金属烷基键，已被观察到亚胺‑氧配体交换和苯C‑H键的活化。 [0004] 现有的二吡啶基三氯化铌(二吡啶基三氯化铌(叔丁胺))合成方法需要先将t tSiClMe3与BuNH2在甲苯中反应生产成[NH3(Bu)]Cl后必须用硅藻土过滤，将得到的滤液与NbCl5反应后，再加入吡啶反应后，再次过滤，将得到的滤液泵至干燥以获得产品，这种合成方法存在诸多缺陷，具体如下： [0005] 1、合成步骤多且合成方法复杂，不但操作难度较大，而且整体耗时大，导致合成效率低下； [0006] 2、由于合成步骤多、损耗多和溶剂选择不恰当等因素，二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)合成的产率较低，产率最高只能达到90％； [0007] 3、成本较大，由于需要使用的原料较多，增加了合成的成本，也相应地增加了原料运输与存放的费用。 发明内容[0008] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，在简化操作步骤，提高合成效率的基础上，提高了二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)合成的产率，并且降低了生产和和合成成本。 [0009] 技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，包括如下步骤： [0010] S1：在无水无氧条件下，向三口烧瓶中加入NbCl5，并用正己烷将其溶解； [0011] S2：将三口烧瓶内的反应液进行降温，然后向三口烧瓶内滴加tBuNH2； [0013] S4：反应结束后，将反应液依次进行过滤和干燥处理后得到固体状的二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)。 [0014] 进一步地，所述NbCl5、tBuNH2和吡啶的用量比是1：3：2。这个比例是通过反应比来t t确定，一个NbCl5有5个Cl，用三个 BuNH2取代掉NbCl5上三个Cl，生成(BuN)3NbCl3，然后再用t t 两个吡啶取代掉两个BuN‑生成产物BuNNbCl3Py2。 [0015] 进一步地，所述步骤S2中反应液降温至‑42～‑38℃。 [0016] 进一步地，所述步骤S2中tBuNH2和NbCl5的用量比是 [0017] 进一步地，所述步骤S3中指定温度范围为18～24℃。 [0018] 进一步地，所述步骤S3中反应的指定时间为1h，将反应液降温至8～12℃。 [0019] 进一步地，所述步骤S3中滴加吡啶进行反应的时间为11～13h，反应的温度为18～24℃，反应过程中持续进行搅拌。 [0020] 进一步地，所述步骤S1～S3的反应通过如下反应式表示： [0021] [0022] 本发明的合成方法中由于优化了反应条件，并且采用了正己烷作为溶剂，合成方t t t法不需要SiClMe3与BuNH2在甲苯中反应生产成[NH3(Bu)]Cl中间体，BuNH2可以与NbCl5直t t 接反应得到(BuN)3NbCl3，这样使得本发明合成方法省去了“SiClMe3与BuNH2在甲苯中反应t t 生产成[NH3(Bu)]Cl”以及“用硅藻土过滤[NH3(Bu)]Cl”这两个步骤，从而有效减少了反应物的损耗，大大提高了合成产率。 [0023] 本发明的合成方法中采用正己烷作为溶剂是核心的创新点，正己烷在本发明的合成环境中，对产物的溶解性极好，同时又对副产物溶解性极差，这是一个创新性的发现，再t t配合本发明中对于反应条件的优化，使得BuNH2可以与NbCl5直接反应得到(BuN)3NbCl3。 [0024] 有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点： [0025] 1、简化了合成操作步骤，提高了二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的合成效率； [0026] 2、通过正己烷溶剂、反应温度控制、反应顺序的改变等技术结合，能够提高二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的合成产率，基本上可达到99％，解决了现有合成方法的产率难以进一步提高的问题，产率提升的技术瓶颈得到突破； [0028] 图1为本发明合成方法的流程示意图。 具体实施方式[0029] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 [0030] 实施例1： [0031] 本实施例提供一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，如图1所示，包括如下步骤： [0032] S1：在无水无氧条件下，向5L的三口烧瓶中加入NbCl5(600g，2.22mol)，并用3L正己烷将其溶解； [0033] S2：将三口烧瓶内的反应液降温至‑40℃，然后向三口烧瓶内滴加tBuNH2(487.3g，6.66mol)； [0034] S3：三口烧瓶内的反应液在20℃温度环境下进行反应，反应1h后，将反应液降温至10℃，并向反应液中滴加吡啶(351.3g，4.44mol)进行反应，反应温度为20℃，搅拌反应12h； [0035] S4：反应结束后，将反应液进行过滤得到滤液，将滤液泵至干燥工位进行干燥处理，即得到最终产物黄色微晶固体。 [0036] 实施例2： [0037] 本实施例提供一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，如图1所示，包括如下步骤： [0038] S1：在无水无氧条件下，向5L的三口烧瓶中加入NbCl5(600g，2.22mol)，并用3L正己烷将其溶解； [0039] S2：将三口烧瓶内的反应液降温至‑42℃，然后向三口烧瓶内滴加tBuNH2(487.3g，6.66mol)； [0040] S3：三口烧瓶内的反应液在18℃温度环境下进行反应，反应1h后，将反应液降温至8℃，并向反应液中滴加吡啶(351.3g，4.44mol)进行反应，反应温度为24℃，搅拌反应13h； [0041] S4：反应结束后，将反应液进行过滤得到滤液，将滤液泵至干燥工位进行干燥处理，即得到最终产物黄色微晶固体。 [0042] 实施例3： [0043] 本实施例提供一种二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)的高效合成方法，如图1所示，包括如下步骤： [0044] S1：在无水无氧条件下，向5L的三口烧瓶中加入NbCl5(600g，2.22mol)，并用3L正己烷将其溶解； [0045] S2：将三口烧瓶内的反应液降温至‑38℃，然后向三口烧瓶内滴加tBuNH2(487.3g，6.66mol)； [0046] S3：三口烧瓶内的反应液在24℃温度环境下进行反应，反应1h后，将反应液降温至12℃，并向反应液中滴加吡啶(351.3g，4.44mol)进行反应，反应温度为18℃，搅拌反应11h； [0047] S4：反应结束后，将反应液进行过滤得到滤液，将滤液泵至干燥工位进行干燥处理，即得到最终产物黄色微晶固体。 [0048] 对比例1： [0049] 先将SiClMe3与tBuNH2在甲苯中反应15min生产成[NH3(tBu)]Cl后过滤，将得到的滤液与NbCl5反应1h后，加入吡啶反应12h后，再次过滤，将得到的滤液泵至干燥以获得产品。 [0050] 对比例2： [0051] 本实施例中将实施例1～3获得的二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)产物与对比例1获得的二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)产物进行对比分析，具体的对比数据如下表1所示： [0052] 表1 [0053] 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1产率/％ 98.9 98.5 97.8 89.9 耗时/小时 14.5 14.6 14.2 16.5 原料成本/元 3978 3982 3792 4454 [0054] 根据表1可见，实施例1～3获得的产物的产率均要高于对比例1，且实施例1～3获得产物的耗时均要少于对比例1，实施例1～3获得产物的整体原料成本均要小于对比例1，由此可见，本发明提供的二吡啶基三氯化铌(叔丁胺)合成方法与对比例1的现有方法相比，存在明显的优势。 |
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