Способ получения триметилмышьяка

(51)5 С 07 Р 9172 ч РЕТЕН Е,О: ВЕфдя , БЛЦГ 7л,ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ тенсификация и кже увеличение Р и экологичности и металтности к ьяка, коя пленок ф"3 2 АзМ Азиз+ ЗАМе 0-)иОбразующийс ется из сферы реа ностью извлекает конденсации в охл ционный остаток ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Институт элементоорганических соединений им, А, Н. Несмеянова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИМЕТИЛМЫШЬЯКА Изобретение относится к хим оорганических соединений, в ча пособам получения триметилмы о ыи используется для получе арсенидэ галлия методом эпитаксиальной технологии и применяется в микроэлектронике в качестве полупроводникового материала.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения триалкилмышьяков взаимодействием трехокиси мышьяка с соотствующим триэлкилалюминием в углеводородном растворителе при нагревании с последующим добавлением в реакционную смесь галогенидов щелочных металлов при нагревании и отгонкой целевого продукта.Недостатками известного способа являются двустадийность и длительность процесса, добавление в реакционную смесь дополнительного реагента - соли щелочного металла, невысокие выходы целевого продукта (до 60 ф), наличие ядовитых отходов производства.(57) Изобретение относится к металлоорганической химии, а именно к способам получения триметилмышьяка. Цель упрощение и интенсификация процесса, а также увеличение выхода целевого продукта и экологичности производства. Процесс ведут взаимодействием трехокиси мышьяка с триметилалюминием в среде эфира с температурой кипения выше 90 С при механической активации процесса и последующей отгонкой целевого продукта при нагревании, Выход целевого продукта превышает 99 при чистоте 99,99;. Цель изобретения - инупрощение процесса, а тавыхода целевого продуктапроизводства,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения триметилмышьяка реакцией мышьяковистого ангидрида с триметилалюминием, преимущественно взятых в соотношении 1:3, процесс ведут в среде высших эфиров с температурой кипения более 90 (ди-н-пропиловый, ди-н-бутиловый, диамиловый, Фенетол, диоксан, диглим и др.) и в условиях одновременного использования механической активации реакционной массы.Реакция быстро проходит при 80 - 150 триметилмышьяк удаляции путем отгонки и поля в слабом вакууме путем аждаемые ловушки. Реак - суспензию метилалю5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 моксана - гидролизуют в колбе с мешалкой путем постепенного добавления ее к водному раствору(20 - 30%) серной и азотной кислот(1:1). Выделяющийся метан пропускаютчерезловушку с бромом для улавливания , возможных примесей триметиларсина исбрасывают в атмосферу. Припропускании через этот кислый раствор сероводорода не наблюдается образования желто-оранжевого осадка Аз 20 з (аналитическая реакция на мышьяк). Это свидетельствует о полноте превращения Аз 20 з 9 МезАз и безвредности отходов (экологически чистое производство). После щелочной обработки ИаОН нейтральные стоки, содержащие соли - сульфаты и нитраты натрия и алюминия, могут быть сброшены в канализацию,П р и м е р 1, В цилиндрический стеклянный (или металлический из нержавеющей стали) сосуд емкостью 250 мл, наполненный на 0,25 объема стальными шариками диаметром 2 - 4 мм и снабженный металлической мешалкой с герметичным сальником, а также оборудованный капельной воронкой, обратным холодильником и загрузочным отверстием для твердых веществ и соединенный через систему вакуумных шлангов с ловушкой, охлакдаемой твердой углекислотой в ацетоне (-80 С), и дополнительной ловушкой, охлаждаемой жидким азотом (-196 С), загружают 19,8 г (0,1 моль) мышьяковистого ангидрида (Аз 20 з),Сосуд вакуумируют до 0,1 торр и .,прогревают 5 мин до 80 - 100 О, охлаждают и заполняют аргоном (азотом). Заливаются 35 мл дибутилового эфиравключают мешалку и мышьяковистый ангидрид измельчают в . течение 10-15 мин при перемешивании шариков со скоростью 120 - 180 об/мин, а затем из капельной воронки в сосуд вводят сразу 0,25 всего количества раствора триметилалюминия в дибутиловом эфире (при- готовлен заранее из 21,6 г АМез и 100 мл дибутилового эфира). Содержимое нагревают до 80 С, при этом начинается экзотермическая реакция), температура поднимается до 110-120 С, Ее поддерживавтв этих пределах путем постепенного введения раствора триметилалюминия (10 - 15 мин), а затем реакционную смесь дополнительно прогревают при 120-130 С (кипение смеси растворителя и триметилмышьяка) в течение 10 - 15 мин, Температуру снижают до 80 С и постепенно путем медленного вакуумирования системы из смеси отгоняют триметилмышьяк, Отгонку прекращают при 50 С и давлении 16 торр в режиме кипения дибутилового эфира при захлебывании в обратном холодильнике. Систему заполняют инертным газом, Триметилмышьяк(-2 г), вымороженный в ловушке с жидким азотом, после нагревания переконденсируют в ловушку с триметилмышьяком, находящуюся при -80 С, а затем весь триметилмышьяк переконденсируют в вакуумной системе(аппаратура Штока), П,олучено 23,80 г (99,13% от теоретического) триметилмышьяка 99,99%- ной чистоты. Остаток реакционной смеси - суспензию и раствор метилалюмоксанов в дибутиловом эфире - разлагают путем гидролиза в кислоте, Выделяется 6,72 л метана, Дибутиловый эфир отделяют от водного кислотного раствора, состоящего из 10%-ной Н 2304 и 10%-ной НМОз(95 мл;95% от взятого в реакцию), Через прозрачный водныйкислый раствор пропускают ток сероводорода, Образование осадка Аз 2 Яз не наблюдается, что свидетельствует о полном извлечении мышьяка из Аз 20 з,П р и м е р 2. Процесс ведут аналогичнопримеру 1, но реакцию проводят в кавитационной мешалке при скорости вращения 5000 об/мин; Получено 23,76 г триметилмышьяка (99,0% от теоретического) 99,99%- ной чистоты, Мышьяк в послереакционномостатке не обнаружен.П р и м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, но реакцию проводят в среде диамилового эфира, Получен триметилмышьяк с выходом 99,2%,П р и м е р 4. Процесс ведут аналогично примеру 1, но реакцию проводят в среде диглима (диметилового эфира диэтиленгликоля). Получен триметилмышьяк с выходом99,3% (99,99%-ной чистоты)П р и м е р 5, Процесс ведут аналогичнопримеру 1, но реакцию проводят в средефенетола. Получен триметилмы шья к с выходом 99,5%,Таким образом, предлагаемый способполучения триметилмышьяка позволяет упростить и интенсифицировать процесс засчет сокращения количества стадий и времени реакции при увеличении. выхода целевого продукта практически доколичественного и исключении образования ядовитых отходов,формула изобретенияСпособ получения триметилмышьяка взаимодействием трехокиси мышьяка с триметилалюминием в стехиометрических количествахв среде органического растворителя при нагревании с последующей отгонкой целевогопродукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюинтенсификации и упрощения процесса, а также увеличения выхода целевого продукта и экологичности производства, в качестве органического растворителя используют высший эфир с температурой кипения выше 90 С при механической активации процесса,