JP4716193B2 - β−ジケトナトを配位子とする金属錯体 - Google Patents

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Description

本発明は、化学気相蒸着法(Chemical Vapor Deposition法:CVD法)により金属酸化物薄膜あるいは金属薄膜を製造するために有利に用いられる金属錯体に関する。
近年、半導体、電子部品、及び光学部品等の分野の材料として、金属錯体化合物に関しては、多くの研究と開発がなされている。例えば、周期律表第IIA族の金属(例、ストロンチウム、バリウム及びマグネシウム)の錯体は、強誘電体や超伝導体あるいはプラズマディスプレイの保護膜の製造のための材料として、また、第IIB族の金属(例、亜鉛)の錯体は、透明導電性膜や発光素子の製造のための材料として、そして第IIIB族の金属(例、インジウム、アルミニウム及びガリウム)の錯体は、透明導電性膜や半導体メモリーゲート絶縁膜の製造のための材料として使用され、また研究がなされている。
第IVB族の金属(例、スズ及び鉛)の錯体は、透明導電性薄膜や強誘電体薄膜の製造に使用され、そして第VA族の金属(例、バナジウム)の錯体については、強誘電体薄膜やシリコン半導体の銅配線におけるのバリア膜の製造を目的としての研究が行われている。
第IVA族の金属(例、チタン、ジルコニウム及びハフニウム)の錯体は、強誘電体(PZT)や半導体メモリゲート絶縁膜の製造のための材料として、また、第VIA族の金属(例、クロム)の錯体は、光ファイバレーザ用のガラスの製造や鋼板表面の被膜の形成のための材料として使用されている。第VIIA族の金属(例、マンガン)の錯体は、エレクトロクロミズムデバイスや温度に対する抵抗値変化及び温度分解能が大きいことを利用してのサーミスタ素子の製造のための材料としての使用や研究がなされている。第VIII族の金属(例、ニッケル及びコバルト)の錯体は、シリコン半導体で使用される銅配線における銅核発生の密度向上や銅配線とその下地との密着性を向上させるための薄膜の形成材料としての研究が行われている。
第IB族の金属(例、銅、銀及び金)の錯体は、それらの金属の電気抵抗が小さいことから、電気配線の形成材料として使用されている。特に、銅薄膜は、シリコン半導体の配線に利用され得ることから、多くの研究開発がなされている。また、酸化銅を構成成分とする金属酸化物薄膜は、高温超伝導体の材料として注目されている。
希土類金属(例、スカンジウム、イットリウム及びランタノイド)の錯体は、希土類金属が高温超伝導体、ゲート絶縁膜としての高誘電体やPLZT薄膜としての強誘電体の材料として注目されているため、それらの製造のための材料として有用である。
上記のような金属薄膜または金属酸化物薄膜の製法としては、均一な薄膜を製造し易いCVD法による成膜が一般的に採用されており、それに適した原料化合物が求められている。
近年、CVD法による金属原子含有薄膜の製造用原料としては、例えば、β−ジケトナトを配位子とする金属錯体が幅広く使用されている。このβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体は、安定性や昇華性に優れており、CVD法における金属源としては有用である。なお、β−ジケトナト配位子の具体例としては、例えば、アセチルアセトナト(acac)や2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト(dpm)が一般的に知られている。
しかしながら、公知のβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体のほとんどが、常温では固体であって、高い融点を有することから、CVD法による成膜の際、CVD装置内の原料供給系における配管閉塞が発生しやすく、工業的なCVD法による薄膜製造のための原料としては問題であった。
そこで、金属錯体の安定化や低融点化をはかる試みが盛んに行われている。その中でも、β−ジケトナトを配位子に、エーテル結合を有する置換基を導入することによって、金属錯体の安定化や低融点化をはかる検討がなされている。
例えば、第IIA族に属するストロンチウムの錯体に関しては、下記式(a)および(b):
Figure 0004716193
で表される金属錯体が知られている(特許文献1及び非特許文献1)。しかしながら、式(a)のストロンチウム錯体は、安定性こそ向上はしているものの、蒸気圧が低いという問題があり、式(b)のストロンチウム錯体は、安定性及び昇華性を有するが、高融点(235℃)であるという問題があり、CVD法によるストロンチウム薄膜製造原料としては問題がある。
第IIB族に属する亜鉛の錯体に関しては、下記式:
Figure 0004716193
で表される金属錯体が知られている(非特許文献2)。しかしながら、上記の亜鉛錯体は、熱安定性が低く、熱劣化が起きやすいため、亜鉛錯体の安定供給が出きにくいという欠点がある。
第IIIB族に属するアルミニウムの錯体に関しては、下記式:
Figure 0004716193
で表されるエーテル基を有する配位子の金属錯体が知られている(特許文献2)。しかしながら、上記のアルミニウム錯体は、熱安定性が低く、熱劣化が起きやすいため、アルミニウム錯体の安定供給が出きにくいという欠点がある。
なお、ガリウム錯体やインジウム錯体に関しては、何ら研究がなされていない。
第IVB族に属するスズの錯体に関しては、Sn(dpm)2が知られている(特許文献3)。しかしながら、このスズ錯体は、水分に対して極めて敏感であって、取り扱いが繁雑となるという問題があった。
鉛錯体に関しては、Pb(dmp)2やビス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)鉛(II)が知られている(特許文献4及び5)が、これらの錯体はいずれも高融点の金属錯体であって、CVD法による鉛薄膜製造用の原料としては問題がある。
第VA族に属するバナジウム錯体に関しては、V(dpm)3が知られている(特許文献6)が、この錯体も高融点の金属錯体であり、CVD法によるバナジウム薄膜製造原料としては問題がある。
第VIII族に属するニッケルの錯体に関しては、下記の式(c)及び式(d):
Figure 0004716193
で表される金属錯体が知られている(非特許文献2及び特許文献7)。しかしながら、式(c)のニッケル錯体は、熱安定性が低いため、熱劣化が起きやすく、また式(d)のニッケル錯体は、分子量が大きいため、蒸気圧が低いという問題がある。
コバルト錯体に関しては、下記式:
Figure 0004716193
で表される金属錯体が知られている(特許文献8)。しかし、上記のコバルト錯体は、熱安定性が低いために熱劣化が起きやすく、コバルト錯体の安定供給が出きにくいという欠点がある。
銅錯体に関しては、下記式:
Figure 0004716193
(式中、Rは、イソプロピル基または第三ブチル基、R1は、メチル基またはエチル基、R2は、プロピル基またはブチル基を示す)で表される銅錯体が知られている(特許文献9)。しかし、上記の銅錯体では、銅薄膜の成膜速度が改善さず、銅薄膜の生産性の面において問題がある。
希土類金属の錯体に関しては、下記式:
Figure 0004716193
(式中、REMは、希土類金属原子を示し、R1は、イソブチル基またはt−ブチル基、R2は、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基または2−(2−メトキシエトキシ)−1,1'−ジメチルエチル基を表わす)で表される金属錯体が知られている(特許文献10〜12)。しかし、上記の希土類金属錯体は、高融点で且つ有機溶媒に不溶または難溶である上に、高い成膜温度が必要であるなどの問題がある。
特開平9−136857号公報 独国公開特許公報第2207866号 特開平6−234779号公報 特開2002−155008号公報 特開2003−226664号公報 特開2003−49269号公報 国際特許公報第01/48130号公報 特開平2−121944号公報 特開2001−181840号公報 特開2003−321475号公報 特開平4−72066号公報 特開平9−228049号公報 Zhurnal Neorganicheskoi Khimii,36(9),2279(1991) Inorg.Chem.,1(2), 404(1962)
本発明の目的は、低い融点を有し、水分、空気及び熱に対しての安定性に優れ、CVD法による金属薄膜形成に適した金属錯体を提供することにある。
本発明は、アルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体にある。
本発明の金属錯体のアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナト配位子は、下記式(1):
Figure 0004716193
[Xは、上記式(2)で表わされるアルコキシアルキルメチル基(式中、Ra及びRbは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜5の直鎖もしくは分枝状のアルキル基を表わす)を表わし、Yは、上記式(2)の基または炭素原子数1〜8の直鎖もしくは分枝状のアルキル基を表わし、Zは、水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表わす]で表される配位子であることが好ましい。
本発明の金属錯体は、下記式(3):
Figure 0004716193
(式中、Mは、金属原子を示し、X、Y及びZは、前記と同義である。nは、1〜4の整数を表わす)で表される金属錯体であることが好ましい。
Mは、周期律表第IIA族、第IIB族、第IIIB族、第IVB族または第VA族の金属原子であることが好ましく、特にマグネシウム原子、カルシウム原子、ストロンチウム原子、バリウム原子、亜鉛原子、ホウ素原子、アルミニウム原子、ガリウム原子、インジウム原子、ゲルマニウム原子、スズ原子、鉛原子、バナジウム原子、ニオブ原子及びタンタル原子からなる群より選ばれる金属原子であることが好ましい。
Mはまた、周期律表第IVA族、第VIA族、第VIIA族または第VIII族の金属原子であることも好ましく、特に、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、クロム原子、マンガン原子、ニッケル原子、コバルト原子、鉄原子、ルテニウム原子及びイリジウム原子からなる群より選ばれる金属原子であることが好ましい。
Mはまた、周期律表第IB族の金属原子(特に、銅原子、銀原子及び金原子からなる群より選ばれる金属原子)であって、nが1または2であることも好ましい。
Mはまた、希土類金属原子(特に、イットリウム原子、ランタン原子、セリウム原子、プラセオジム原子、ネオジム原子、サマリウム原子、ユーロピオム原子、エルビウム原子、イットリビウム原子及びルテチウム原子からなる群より選ばれる金属原子)であって、nが3もしくは4であることも好ましい。
本発明はまた、本発明のアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に酸素もしくは水蒸気と接触させて熱分解して金属酸化物蒸気に変換し、該金属酸化物蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる金属酸化物薄膜の製造方法にもある。
上記金属酸化物薄膜の製法における金属錯体の加熱に際して、金属錯体を有機溶媒(特に、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒もしくはエーテル溶媒)に溶解した溶液として加熱することが好ましい。
本発明はまた、本発明のアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に水素と接触させて熱分解して金属蒸気に変換し、該金属蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる金属薄膜の製造方法にもある。
上記金属薄膜の製法における金属錯体の加熱に際しても、金属錯体を有機溶媒(特に、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒もしくはエーテル溶媒)に溶解した溶液として加熱することが好ましい。
CVD法により金属薄膜あるいは金属酸化物薄膜を製造する際に、本発明の金属錯体を用いることにより、製造工程のトラブルが少なく、また優れた薄膜特性を有する金属薄膜あるいは金属酸化物薄膜を比較的短時間にて製造することができる。
本発明で用いるアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体は、前記の式(1)で表わされ、本発明の金属錯体は前記の式(3)で表わされる。
前記の式(1)において、Xは、前記式(2)で表わされるアルコキシアルキルメチル基(Ra及びRbは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基等の炭素原子数1〜5の直鎖または分枝状のアルキル基を表わす)であり、Yは、該式(2)で表わされる基、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の炭素原子数1〜8の直鎖または分枝状のアルキル基であり、Zは、水素原子、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等の炭素原子数1〜4の直鎖または分枝状のアルキル基を表わす。nは、1〜4の整数を表わす。
本発明の金属錯体の配位子であるアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナト配位子は、公知のβ−ジケトンの製造法に準じた方法により容易に合成することができる(その代表的な製法は、後記の参考例に記載してある)。
本発明のアルコキシアルキルメチル基を有するβ−ジケトナトを配位子とする金属錯体の具体例を次に記載する。
Figure 0004716193
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Figure 0004716193
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(式中、Mは、希土類金属原子を示す。)
基板上への金属含有化合物の蒸着方法としては、公知のCVD法で行うことができ、例えば、常圧または減圧下にて、金属錯体を酸素、水蒸気、オゾン、窒素酸化物(例、N2O)等の酸化性ガスあるいは水素等の還元性ガスとともに、加熱した基板上に送り込んで金属酸化物薄膜あるいは金属薄膜を蒸着させる方法や金属錯体をアンモニアガス等の含窒素塩基性ガスとともに加熱した基板上に送り込んで窒化金属薄膜を蒸着させる方法が使用できる。また、プラズマCVD法で金属含有薄膜を蒸着させる方法も使用できる。
CVD法で金属酸化物薄膜を製造する場合には、本発明の金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に酸素もしくは水蒸気と接触させて熱分解して金属酸化物蒸気に変換し、該金属酸化物蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる方法を利用することができる。
CVD法で金属薄膜を製造する場合には、本発明の金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に水素などの還元性ガスと接触させて熱分解して金属蒸気に変換し、該金属蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる方法を利用することができる。
CVD法においては、薄膜形成のために金属錯体を気化させる必要があるが、本発明の金属錯体を気化させる方法としては、例えば、金属錯体自体を気化室に充填または搬送して気化させる方法だけでなく、金属錯体を適当な溶媒(例えば、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、トルエン等の芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル等のエーテル類)に希釈した溶液を液体搬送用ポンプで気化室に導入して気化させる方法(溶液法)も使用できる。
本発明の金属錯体を用いて金属含有薄膜を蒸着させる場合、その蒸着条件としては、例えば、反応器内圧力については、好ましくは1〜200kPa、更に好ましくは10〜110kPaであり、基板温度については、好ましくは50〜700℃、更に好ましくは100〜500℃であり、そして金属錯体を気化させる温度は、好ましくは50〜250℃、更に好ましくは90〜200℃である。
なお、酸素等の酸化性ガスによる金属酸化物薄膜を蒸着させる際の全ガス量に対する酸化性ガスの含有割合としては、好ましくは10〜90容量%、更に好ましくは20〜70容量%であり、水蒸気による金属酸化膜を蒸着させる際の全ガス量に対する水蒸気の含有割合としては、好ましくは5〜90容量%、更に好ましくは10〜70容量%である。一方、水素等の還元性ガスによる金属膜を蒸着させる際の全ガス量に対する還元性ガスの含有割合としては、好ましくは10〜95容量%、更に好ましくは30〜90容量%である。また、アンモニア等の含窒素塩基性ガスによる金属窒化膜または金属膜を蒸着させる際の全ガス量に対する含窒素塩基性ガスの含有割合としては、好ましくは10〜95容量%、更に好ましくは20〜90容量%である。
[参考例1](2−メトキシプロピオン酸メチルの合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積500mLのフラスコに、ナトリウムメトキシド100.6g(1862ミリモル)及びヘキサン300mLを加えた。次いで、氷冷下、2−ブロモプロピオン酸メチル300.3g(1798ミリモル)をゆるやかに滴下した後、攪拌しながら2時間反応させた。反応終了後、水冷下、水300mLを添加し、有機層を分液した。その後、有機層を水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を減圧蒸留(74℃、12236Pa)し、無色液体として2−メトキシプロピオン酸メチル97.0gを得た(単離収率:46%)。
2−メトキシプロピオン酸メチルの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.41(3H,d)、3.40(3H,s)、3.77(3H,s)、3.90(1H,q)
MS(m/e):88、59、31、15
[参考例2](2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン(mopd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド5.15g(132ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン80mLを加えた。次いで、水冷下、3−メチル−2−ブタノン12.0g(139.3ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、参考例1の方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル5.65g(47.8ミリモル)を滴下して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液し、酢酸で中和した。水層をエーテルで抽出した後、エーテル抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(41℃、27Pa)し、無色液体として、2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.25gを得た(単離収率:52%)。
2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.17(6H,d)、1.30(0.15H,d)、1.36(2.85H,d)、2.48〜2.57(0.95H,m)、2.59〜2.73(0.05H,m)、3.36(0.15H,s)、3.37(2.85H,s)、3.71〜3.78(1H,m)、3.78(0.1H,s)、5.81(0.95H,s)、15.4(0.95H,s)
IR(neat(cm-1)):2976、2936、1607(br)、1462、1366、1328、1210、1120、910、805(1607cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである)
MS(m/e):142、113、59、43
[参考例3](2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン(mobd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド8.20g(210ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン80mLを加えた。次いで、水冷下、3,3−ジメチル−2−ブタノン15.1g(150.8ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、参考例1の方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル5.50g(46.6ミリモル)を滴下して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液し、酢酸で中和した。水層をエーテルで抽出した後、エーテル抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(59℃、492Pa)し、無色液体として、2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン4.50gを得た(単離収率:52%)。
2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.18(0.99H,s)、1.20(8.01H,s)、1.35(0.33H,d)、1.37(2.67H,d)、3.35(0.33H,s)、3.37(2.67H,s)、3.73〜3.77(1H,m)、3.79(0.22H,s)、5.91(0.89H,s)、15.7(0.89H,s)
IR(neat(cm-1)):2972、2936、1602(br)、1461、1366、1200、1059、886、809(1602cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである)
MS(m/e):186、156、127、59、43
[実施例A−1](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)(In(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.26g(22.1ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン3.80g(22.1ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物2.04g(6.96ミリモル)をメタノール15mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、エーテル40mL及び水40mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(175℃、31Pa)し、粘性のある黄色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)3.27gを得た(単離収率:74%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2975、2933、1571、1539、1515、1429、1402、1363、1331、1230、1120、952、914、809、554(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1571cm-1)が観察された)
元素分析(C27459In):炭素51.3%、水素7.25%、インジウム18%(理論値:炭素51.6%、水素7.22%、インジウム18.3%)
MS(m/e):628、598、457、227、115、59
[実施例A−2](トリス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)(In(mobd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液2.12g(11.0ミリモル)を加え、氷冷下、参考例3の方法で合成した2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン2.03g(10.9ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物1.08g(3.68ミリモル)をメタノール15mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、エーテル40mL及び水40mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、37Pa)し、淡黄色固体として、トリス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)1.56gを得た(単離収率:63%)。
トリス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:76℃
IR(KBr法(cm-1)):2975、2932、1565、1516、1420、1383、1359、1214、1163、1117、1057、953、888、813、553、481(β−ジケトン特有のピーク(1602cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1565cm-1)が観察された)
元素分析(C30519In):炭素53.8%、水素7.69%、インジウム17%(理論値:炭素53.7%、水素7.67%、インジウム17.1%)
MS(m/e):670、640、613、485、243、127、59
[実施例A−3](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)(Sr(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、酸化ストロンチウム(II)0.60g(5.79ミリモル)及びエーテル20mLを加えた。次いで、水冷下、水40mg及び参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン2.00g(11.61ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下にて180℃まで加熱して濃縮した。濃縮物にヘキサン15mLを加えて攪拌した後、濾過した。濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(240℃、53Pa)し、淡黄色固体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)0.20gを得た(単離収率:8%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:130℃
IR(KBr法(cm-1)):3421、2970、2932、1614、1499、1464、1435、1374、1347、1208、1150、1117、1089、1020、911、809、782、548、520、480
元素分析(C18306Sr):炭素50.6%、水素7.06%、ストロンチウム20%(理論値:炭素50.3%、水素7.03%、ストロンチウム20.4%)
MS(m/e):1119、883、689、537、474、259、113、59、43
MSの結果より、このストロンチウム錯体は三量体構造であると推定される。
[実施例A−4](ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)(Sr(mobd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、酸化ストロンチウム(II)0.58g(5.60ミリモル)及びエーテル20mLを加えた。次いで、水冷下、水40mg及び参考例3の方法で合成した2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン2.10g(11.28ミリモル)を順次ゆるやかに滴下し、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下にて180℃まで加熱して濃縮した。濃縮物にヘキサン15mLを加えて攪拌した後、濾過した。濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(275℃、32Pa)し、淡黄色固体として、ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)0.65gを得た(単離収率:25%)。
ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:130℃
IR(KBr法(cm-1)):3430、2970、2903、1609、1502、1473、1434、1344、1206、1151、1104、1055、1018、884、839、784、751、474
元素分析(C20346Sr):炭素52.6%、水素7.51%、ストロンチウム19%(理論値:炭素52.4%、水素7.48%、ストロンチウム19.1%)
MS(m/e):1189、731、273
MSの結果より、このストロンチウム錯体は三量体構造であると推定される。
[実施例A−5](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)亜鉛(II)(Zn(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積50mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液6.56g(34.0ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン6.00g(34.8ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化亜鉛(II)2.26g(16.6ミリモル)をメタノール20mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン20mL及び水20mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(160℃、27Pa)し、粘性のある黄色液体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)亜鉛(II)4.91gを得た(単離収率:73%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)亜鉛(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2972、2932、1582、1513、1432、1333、1211、1118、912、805、558(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1582cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Zn):炭素53.1%、水素7.45%、亜鉛16%(理論値:炭素53.0%、水素7.41%、亜鉛16.0%)
MS(m/e):641、406
MSの結果より、この亜鉛錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例A−6](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)スズ(II)(Sn(mopd)2))
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.70g(24.4ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.30g(25.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化スズ(II)2.25g(11.9ミリモル)をメタノール10mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mLを加えて濾過し、濾液を濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(146℃、31Pa)し、黄色液体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)スズ(II)4.36gを得た(単離収率:77%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)スズ(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2974、2932、1573、1511、1411、1327、1210、1119、953、912、808、545(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1573cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Sn):炭素46.8%、水素6.61%、スズ25.6%(理論値:炭素46.9%、水素6.56%、スズ25.7%)
MS(m/e):462、403、291、151、113、59
[実施例A−7](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)バナジウム(III)(V(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液3.61g(18.7ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン3.20g(18.6ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化バナジウム(III)0.93g(5.91ミリモル)をメタノール15mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、44Pa)し、粘性のある褐色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)バナジウム(III)2.65gを得た(単離収率:79%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)バナジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2975、2933、1563、1511、1411、1330、1211、1121、1008、913、805、561(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1563cm-1)が観察された)
元素分析(C27459V):炭素57.3%、水素8.05%、バナジウム9.0%(理論値:炭素57.4%、水素8.03%、バナジウム9.02%)
MS(m/e):564、393、59
[実施例A−8](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)アルミニウム(III)(Al(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、トリエトキシアルミニウム(III)1.07g(6.60ミリモル)及び参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.20g(24.4ミリモル)を加え、150℃まで加熱して、エタノールを留去しながら反応させた。反応終了後、ヘキサン20mL及び水20mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(160℃、27Pa)し、淡黄色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)アルミニウム(III)3.41gを得た(単離収率:96%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)アルミニウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2975、2933、1583、1536、1457、1420、1247、1211、1121、915、799、565(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1583cm-1)が観察された)
元素分析(C27459Al):炭素60.1%、水素8.41%、アルミニウム5.0%(理論値:炭素60.0%、水素8.39%、アルミニウム4.99%)
MS(m/e):540、510、481、369、197、59
[実施例A−9](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)マグネシウム(II)(Mg(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、水酸化マグネシウム(II)0.66g(11.3ミリモル)及び1,2−ジメトキシエタン15mLを加えた。次いで、水40mL及び参考例3の方法で合成した2−メトキシ−6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン4.30g(25.0ミリモル)を順次ゆるやかに滴下し、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下にて加熱して濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(210℃、25Pa)し、淡黄色ガラス状固体として、ビス(2−メトキシ−6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)マグネシウム(II)3.75gを得た(単離収率:90%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)マグネシウム(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:41℃
IR(KBr法(cm-1)):3421(br)、2972、2933、1613、1526、1437、1334、1218、1150、1117、912、803、564
元素分析(C18306Mg):炭素59.0%、水素8.28%、マグネシウム6.6%(理論値:炭素59.0%、水素8.25%、マグネシウム6.63%)
MS(m/e):561、398、366、323、113、59
MSの結果より、このマグネシウム錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例A−10](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)(Pb(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.50g(23.3ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.10g(23.8ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化鉛(II)3.20g(11.5ミリモル)をゆるやかに添加し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(185℃、23Pa)し、粘性のある黄色液体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)5.00gを得た(単離収率:79%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2970、2930、1595、1504、1423、1327、1208、1151、1116、1016、947、910、800、539(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1595cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Pb):炭素39.0%、水素5.51%、鉛37.8%(理論値:炭素39.3%、水素5.50%、鉛37.7%)
MS(m/e):550、491、379、59
[実施例A−11](ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)バリウム(III)(Ba(mobd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、無水水酸化バリウム(II)1.84g(10.7ミリモル)及び1,2−ジメトキシエタン40mLを加え、参考例3の方法で合成した2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン4.00g(21.5ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら、室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下で濃縮し、濃縮物にヘキサン20mLを加え濾過した。濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(270℃、73Pa)し、橙色固体として、ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)バリウム(II)1.25gを得た(単離収率:23%)。
ビス(2−メトキシ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト)バリウム(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:105℃
IR(KBr法(cm-1)):3433、2970、2902、1606、1473、1434、1344、1153、1105、1017、839、783、472
元素分析(C20346Ba):炭素47.5%、水素6.80%、バリウム27%(理論値:炭素47.3%、水素6.75%、バリウム27.0%)
MS(m/e):831、717、426、127、59
MSの結果より、このバリウム錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例A−12](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ガリウム(III)(Ga(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.63g(24.0ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.14g(24.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ガリウム(III)1.40g(7.95ミリモル)をゆるやかに添加し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(185℃、23Pa)し、黄色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ガリウム(III)4.05gを得た(単離収率:87%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ガリウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2976、2934、1577、1537、1436、1408、1363、1331、1240、1211、1121、961、915、803、562(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1577cm-1)が観察された)
元素分析(C27459Ga):炭素55.5%、水素7.75%、ガリウム12%(理論値:炭素55.6%、水素7.78%、ガリウム12.0%)
MS(m/e):582、523、411、59
[参考例4](1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオン(mbd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド9.74g(250ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン80mLを加えた。次いで、水冷下、3,3−ジメチル−2−ブタノン25.0g(249.6ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、メトキシ酢酸メチル10.4g(99.9ミリモル)を滴下して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液し、酢酸で中和した。水層をエーテルで抽出した後、エーテル抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(65℃、426Pa)し、無色液体として、1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオン5.90gを得た(単離収率:34%)。
1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.17(1.31H,s)、1.19(7.70H,s)、3.39(0.44H,s)、3.43(2.57H,s)、3.70(0.29H,s)、4.00(1.71H,s)、4.02(0.29H,s)、5.90(0.86H,s)、15.6(0.86H,s)
IR(neat(cm-1)):2970、2936、1604(br)、1465、1365、1280、1201、1118、990、941、800(なお、1604cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである)
MS(m/e):172、127、45
[参考例5](2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオン(mmbd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド8.12g(208ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン80mLを加えた。次いで、水冷下、3,3−ジメチル−2−ブタノン20.6g(206ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、2−メトキシイソ酪酸メチル14.8g(112.0ミリモル)を滴下して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液し、酢酸で中和した。水層をエーテルで抽出した後、エーテル抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(53℃、200Pa)し、無色液体として、2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−2,4−ヘプタンジオン10.23gを得た(単離収率:46%)。
2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−2,4−ヘプタンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.17(0.72H,s)、1.20(8.28H,s)、1.29(0.48H,s)、1.36(5.52H,s)、3.23(0.24H,s)、3.24(2.76H,s)、3.82(0.16H,s)、6.02(0.92H,s)、15.8(0.92H,s)
IR(neat(cm-1)):2979、2937、1603(br)、1464、1362、1181、1119、1075、866、812(なお、1603cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである)
MS(m/e):127、73、43
[比較例A−1](トリス(1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオナト)インジウム(III)(In(mbd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.48g(23.2ミリモル)を加え、氷冷下、参考例4の方法で合成した1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオン4.00g(23.2ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物2.18g(7.44ミリモル)をメタノール15mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、エーテル40mL及び水40mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(190℃、15Pa)し、粘性のある黄色液体として、トリス(1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオナト)インジウム(III)3.20gを得た(単離収率:68%)。
トリス(1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2966、2932、1566、1517、1416、1383、1361、1201、1163、1119、996、806、482(β−ジケトン特有のピーク(1604cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1566cm-1)が観察された)
元素分析(C27459In):炭素51.3%、水素7.28%、インジウム18%(理論値:炭素51.6%、水素7.22%、インジウム18.3%)
MS(m/e):628、571、457、229、115、57
[比較例A−2](トリス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)(In(mmbd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液2.98g(15.5ミリモル)を加え、氷冷下、参考例5の方法で合成した2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオン3.08g(15.4ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物1.53g(5.22ミリモル)をメタノール15mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、エーテル40mL及び水40mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(190℃、37Pa)し、淡黄色固体として、トリス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)2.64gを得た(単離収率:70%)。
トリス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:114℃
IR(KBr法(cm-1)):2980、2934、1565、1502、1415、1356、1230、1184、1133、1075、953、866、816、734、619、535、484(β−ジケトン特有のピーク(1603cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1565cm-1)が観察された)
元素分析(C33579In):炭素55.8%、水素8.11%、インジウム16%(理論値:炭素55.6%、水素8.06%、インジウム16.1%)
MS(m/e):682、513、449、313、241、115、73
[比較例A−3](ビス(1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオナト)ストロンチウム(II)(Sr(mbd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、アルゴン雰囲気下、水素化ストロンチウム(II)0.39g(4.35ミリモル)及び1,2−ジメトキシエタン20mLを加えた。次いで、水冷下、参考例4の方法で合成した1−メトキシ−5,5−ジメチル−2,4−ヘキサンジオン1.50g(8.71ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温で1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下にて230℃まで加熱して濃縮した。濃縮物にヘキサン15mLを加えて攪拌した後、濾過した。濾液を濃縮した後、濃縮物を昇華(235℃、53Pa)しようと試みたが、昇華器の底に黒褐色の固体が残っただけであった。
[比較例A−4](ビス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)(Sr(mmbd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、アルゴン雰囲気下、水素化ストロンチウム(II)0.45g(5.00ミリモル)及び1,2−ジメトキシエタン20mLを加えた。次いで、水冷下、参考例5の方法で合成した2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオン2.00g(9.99ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温で1時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下にて230℃まで加熱して濃縮した。濃縮物にヘキサン15mLを加えて攪拌した後、濾過した。濾液を濃縮した後、濃縮物を昇華(235℃、53Pa)、淡黄色固体として、ビス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)1.37gを得た(単離収率:56%)。
ビス(2−メトキシ−2,6,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオナト)ストロンチウム(II)の物性値は、以下の通りであった。
融点:235℃
IR(KBr法(cm-1)):3426、2970、2867、1607、1500、1461、1426、1386、1361、1226、1178、1121、1078、1052、966、858、789、723、478
元素分析(C22386Sr):炭素54.3%、水素7.81%、ストロンチウム18%(理論値:炭素54.4%、水素7.88%、ストロンチウム18.0%)
MS(m/e):1259、773、73
MSの結果より、このストロンチウム錯体は三量体構造であると推定される。
[実施例A−13](インジウム錯体の熱安定性及び融点の比較)
実施例A−1、比較例A−1及びA−2で合成したインジウム錯体0.50gを25mLのフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、190℃で15分間加熱し、その外観を比較した。結果を表1に示す。
Figure 0004716193
Figure 0004716193
表1の結果より、比較例1のIn(mbd)3は、融点は低いものの熱安定性が悪く、また、比較例2のIn(mmbd)3は、熱安定性は良いものの、融点が高いことが分かる。これらと比較して実施例1のIn(mopd)3は、熱安定性に優れ、融点が低いことが分かる。
[実施例A−14](ストロンチウム錯体の熱安定性及び融点の比較)
実施例A−4、比較例A−3及びA−4で合成したストロンチウム錯体0.30gを25mLのフラスコに入れ、減圧下(40Pa)、235℃で15分間加熱し、その外観を比較した。結果を表2に示す。
Figure 0004716193
Figure 0004716193
表2の結果より、比較例3のSr(mbd)3は、融点は低いものの熱安定性が悪く、また、比較例4のSr(mmbd)3は、熱安定性は良いものの、融点が高いことが分かる。これらと比較して、実施例4のSr(mopd)3は、熱安定性に優れ、融点が低いことが分かる。
[実施例A−15〜A−24](蒸着実験:金属酸化物薄膜の製造)
実施例A−1、A−4〜A−12で得られた金属錯体(インジウム錯体(In(mopd)3)、ストロンチウム錯体(Sr(mobd)2)、亜鉛錯体(Zn(mopd)2)、スズ錯体(Sn(mopd)2)、バナジウム錯体(V(mopd)3)、アルミニウム錯体(Al(mopd)3)、マグネシウム錯体(Mg(mopd)2)、鉛錯体(Pb(mopd)2)、バリウム錯体(Ba(mobd)2)及びガリウム錯体(Ga(mopd)3))を用いて、CVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。
評価試験には、図1に示す装置を使用した。気化器3(ガラス製アンプル)にある金属錯体20は、ヒーター10Bで加熱されて気化し、マスフローコントローラー1Aを経て予熱器10Aで予熱後導入されたヘリウムガスに同伴し気化器3を出る。気化器3を出たガスは、マスフローコントローラー1B、ストップバルブ2を経て導入された酸素ガスとともに反応器4に導入される。反応系内圧力は真空ポンプ手前のバルブ6の開閉により、所定圧力にコントロールされ、圧力計5によってモニターされる。ガラス製反応器の中央部はヒーター10Cで加熱可能な構造となっている。反応器に導入された金属錯体は、反応器内中央部にセットされ、ヒータ10Cで所定の温度に加熱された被蒸着基板21の表面上で酸化熱分解し、基板21上に酸化金属薄膜が析出する。反応器4を出たガスは、トラップ7、真空ポンプを経て、大気中に排気される構造となっている。
蒸着条件を次に示す。
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:20mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:5320Pa
蒸着時間:30分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表3に示す。
Figure 0004716193
表3の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
[参考例6](2−メトキシ−3,5−オクタンジオン(mood)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド10.1g(259ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン100mLを加えた。次いで、水冷下、2−ペンタノン14.4g(167ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、参考例1の方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル15.0g(127ミリモル)を滴下して、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液し、2.5モル/L硫酸で酸性化した。水層をヘキサンで抽出した後、ヘキサン抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(35℃、20Pa)し、無色液体として、2−メトキシ−3,5−オクタンジオン14.3gを得た(単離収率:65%)。
2−メトキシ−3,5−オクタンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.94〜0.99(3H,m)、1.35(3H,d)、1.6〜1.7(2H,m)、2.29〜2.34(1.7H,m)、2.51(0.3H,m)、3.36(3H,s)、3.60(0.3H,s)、3.74(1H,q)、5.79(0.85H,s)、15.3(0.85H,s)
IR(neat(cm-1)):2967、2936、2977、2827、1608(br)、1458、1332、1210、1119、802(なお、1608cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである。)
MS(m/e):142、113、59、28
[実施例A−25](トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)インジウム(III)(In(mood)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液5.71g(29.6ミリモル)及びメタノール10mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン5.18g(30.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物2.85g(9.72ミリモル)をメタノール10mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(185℃、19Pa)し、粘性のある黄色液体として、トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)インジウム(III)4.01gを得た(単離収率:66%)。
トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2964、2933、2875、2824、1572、1521、1427、1397、1211、1120、957、808、543(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1572cm-1)が観察された)
元素分析(C27459In):炭素51.5%、水素7.24%、インジウム18.2%(理論値:炭素51.6%、水素7.22%、インジウム18.3%)
MS(m/e):628、598、457、227、113、59
[実施例A−26](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)亜鉛(II)(Zn(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.62g(24.0ミリモル)及びメタノール6mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.11g(23.9ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化亜鉛(II)1.60g(11.7ミリモル)をメタノール4mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(160℃、17Pa)し、黄色液体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)亜鉛(II)4.02gを得た(単離収率:84%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)亜鉛(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2963、2933、2874、2823、1598、1522、1431、1334、1211、1119、959、796、537(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1598cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Zn):炭素53.1%、水素7.45%、亜鉛16%(理論値:炭素53.0%、水素7.41%、亜鉛16.0%)
MS(m/e):406、347、113、59
[実施例A−27](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)スズ(II)(Sn(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.64g(24.1ミリモル)及びメタノール6mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.21g(24.4ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化スズ(II)2.23g(11.8ミリモル)をメタノール6mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(160℃、16Pa)し、淡黄色液体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)スズ(II)3.40gを得た(単離収率:63%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)スズ(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2974、2932、2873、2823、1573、1511、1411、1327、1210、1119、953、912、808、545(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1573cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Sn):炭素46.8%、水素6.59%、スズ25.6%(理論値:炭素46.9%、水素6.56%、スズ25.7%)
MS(m/e):403、291、113、59
[実施例A−28](トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)アルミニウム(III)(Al(mood)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.56g(23.6ミリモル)及びメタノール6mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.15g(24.1ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化アルミニウム(III)1.03g(7.72ミリモル)をメタノール10mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、13Pa)し、無色液体として、トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)アルミニウム(III)1.90gを得た(単離収率:46%)。
トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)アルミニウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2963、2933、2874、2824、1585、1528、1458、1414、1330、1212、1121、977、796、552(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1585cm-1)が観察された)
元素分析(C27459Al):炭素59.9%、水素8.37%、アルミニウム5.0%(理論値:炭素60.0%、水素8.39%、アルミニウム4.99%)
MS(m/e):540、510、481、369、113、59
[実施例A−29](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)鉛(II)(Pb(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び粉末添加口を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.52g(23.4ミリモル)及びメタノール6mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.20g(24.4ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化鉛(II)3.12g(11.2ミリモル)をゆるやかに添加し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(205℃、51Pa)し、粘性のある橙色液体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)鉛(II)4.66gを得た(単離収率:76%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)鉛(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2962、2932、2873、2822、1590、1515、1419、1333、1211、1117、1016、953、788(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1590cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Pb):炭素39.2%、水素5.53%、鉛37.5%(理論値:炭素39.3%、水素5.50%、鉛37.7%)
MS(m/e):550、398、339、249、113、59
[実施例A−30](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)マグネシウム(II)(Mg(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び粉末添加口を備えた内容積100mLのフラスコに、水酸化マグネシウム0.66g(11.3ミリモル)及び1,2−ジメトキシエタン20mLを加え、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.13g(24.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下で濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(230℃、32Pa)し、粘性のある黄色液体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)マグネシウム(II)3.31gを得た(単離収率:80%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)マグネシウム(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2962、2932、2873、2822、1610、1521、1436、1336、1212、1117、964、792、532
元素分析(C18306Mg):炭素58.9%、水素8.28%、マグネシウム6.6%(理論値:炭素59.0%、水素8.25%、マグネシウム6.63%)
MS(m/e):561、307、59
MSの結果より、このマグネシウム錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例A−31](トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ガリウム(III)(Ga(mood)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液5.08g(26.3ミリモル)及びメタノール10mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.56g(26.5ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ガリウム(III)1.52g(8.63ミリモル)をメタノール20mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮し、濃縮物を減圧蒸留(175℃、17Pa)し、淡黄色液体として、トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ガリウム(III)4.07gを得た(単離収率:81%)。
トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ガリウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2963、2933、2874、2823、1576、1528、1435、1403、1330、1211、1120、966、801、550(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1576cm-1)が観察された)
元素分析(C27459Ga):炭素55.7%、水素7.75%、ガリウム12%(理論値:炭素55.6%、水素7.78%、ガリウム12.0%)
MS(m/e):582、523、411、59
[実施例A−32〜A−38](蒸着実験:酸化金属薄膜の製造)
実施例A−25〜A−31で得られた金属錯体(インジウム錯体(In(mood)3)、亜鉛錯体(Zn(mood)2)、スズ錯体(Sn(mood)2)、アルミニウム錯体(Al(mood)3)、鉛錯体(Pb(mood)2)、マグネシウム錯体(Mg(mood)2)、ガリウム錯体(Ga(mood)3))を用いて、前述の方法によるCVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。
蒸着条件を次に示す。
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:20mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:60分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表4に示す。
Figure 0004716193
表4の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
[参考例7](2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン(momd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド10.1g(259ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、メチルシクロヘキサン120mLを加えた。次いで、水冷下、アセトン7.40g(127ミリモル)をゆるやかに滴下して15分間攪拌した後、参考例1と同様な方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル15.0g(127ミリモル)を滴下し、30分間攪拌しながら反応させた。反応終了後、氷冷下、水50mLを加えた後、水層を分液した。分液した水層を酢酸で酸性化してヘキサンで抽出した後、ヘキサン抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(66℃、1.38kPa)し、無色液体として、2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン9.63gを得た(単離収率:53%)。
2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.30(0.33H,d)、1.35(2.67H,d)、2.11(2.67H,s)、2.26(0.22H,s)、3.36(2.67H,s)、3.37(0.33H,s)、3.70〜3.81(1.22H,m)、5.80(0.89H,s)、15.27(0.89H,s)
IR(neat(cm-1)):2987、2937、2828、1611(br)、1451、1368、1211、1119、801(なお、1611cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである。)
MS(m/e):114、85、59、43、27
[参考例8](2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン(mohd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、ナトリウムアミド8.00g(205ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、トルエン50mLを加えた。次いで、水冷下、2−ブタノン15.0g(208ミリモル)をゆるやかに滴下して10分間攪拌した後、5℃に冷却して、参考例1と同様な方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル8.50g(72ミリモル)を滴下して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水40mLを加えた後、水層を分液した。分液した水層を2.5モル/L硫酸で酸性化してジエチルエーテルで抽出した後、ジエチルエーテル抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(32℃、26.6Pa)し、無色液体として、2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン5.60gを得た(単離収率:49%)。
2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.08(0.48H,t)、1.16(2.52H,t)、1.30(0.48H,d)、1.36(2.52H,d)、2.38(1.68H,q)、2.56(0.32H,q)、3.37(3H,s)、3.45(0.32H,s)、3.71〜2.81(1H,m)、5.80(0.84H,s)、15.3(0.84H,s)
IR(neat(cm-1)):2984、2939、2828、1610(br)、1458、1328、1210、1119、1063、882、814(なお、1610cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである。)
MS(m/e):128、99、59、43、29
[実施例B−1](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)クロム(III)(Cr(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.58g(23.7ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.26g(22.1ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化クロム(III)六水和物2.01g(7.54ミリモル)をメタノール10mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した後、メシチレン15mLを加えて1時間還流させた。その後、室温まで冷却し、水40mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、23Pa)し、粘性のある赤紫色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)クロム(III)2.54gを得た(単離収率:60%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)クロム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2975、2933、1568、1530、1415、1333、1239、1120、914、800、571(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1568cm-1)が観察された)
元素分析(C27459Cr):炭素57.2%、水素8.05%、クロム9.2%(理論値:炭素57.3%、水素8.02%、クロム9.19%)
MS(m/e):565、535、394、59
[実施例B−2](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)マンガン(II)(Mn(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液2.71g(14.1ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン3.30g(19.2ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化マンガン(II)四水和物1.18g(5.96ミリモル)をメタノール6mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、23Pa)し、粘性のある褐色液体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)マンガン(II)1.60gを得た(単離収率:47%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)マンガン(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):3375(br)、2971、2932、1601、1510、1431、1332、1211、1150、1118、1020、955、911、804、546
元素分析(C18306Mn):炭素54.7%、水素7.65%、マンガン13.7%(理論値:炭素54.4%、水素7.61%、マンガン13.8%)
MS(m/e):623、397、338、168、59
MSの結果より、このマンガン錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例B−3](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ニッケル(II)(Ni(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.53g(23.5ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.13g(24.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ニッケル(II)六水和物2.78g(11.7ミリモル)をメタノール6mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(200℃、25Pa)し、粘性のある緑色ガラス状固体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ニッケル(II)4.25gを得た(単離収率:91%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ニッケル(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:46℃
IR(KBr法(cm-1)):3410(br)、2972、2932、1599、1510、1430、1333、1211、1153、1117、912、806、566
元素分析(C18306Ni):炭素53.8%、水素7.57%、ニッケル14.5%(理論値:炭素53.9%、水素7.54%、ニッケル14.6%)
MS(m/e):629、400、357、59
MSの結果より、このニッケル錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例B−4](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)コバルト(II)(Co(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.37g(22.7ミリモル)を加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.00g(23.2ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化コバルト(II)六水和物2.70g(11.3ミリモル)をメタノール20mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、氷冷下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、エーテル50mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(175℃、67Pa)し、粘性のある暗紫色液体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)コバルト(II)4.17gを得た(単離収率:92%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)コバルト(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):3397(br)、2972、2932、1599、1511、1431、1333、1211、1117、1059、912、803、563(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1599cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Co):炭素53.8%、水素7.56%、コバルト14.6%(理論値:炭素53.9%、水素7.53%、コバルト14.7%)
MS(m/e):631、401、358、59
MSの結果より、このコバルト錯体は二量体構造であると推定される。
[実施例B−5](テトラキス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)チタン(IV)(Ti(mopd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び定量受器を備えた内容積100mLのフラスコに、テトラエトキシチタン(IV)1.31g(5.73ミリモル)及び参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.00g(23.2ミリモル)を加え、エタノールを留去しながら、140℃で1時間反応させた。反応終了後、ヘキサン20mL及び水20mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、27Pa)し、暗紫色液体として、テトラキス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)チタン(IV)1.65gを得た(単離収率:39%)。
テトラキス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)チタン(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2973、2932、1577、1531、1408、1328、1231、1119、1065、915、803、601(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1577cm-1)が観察された)
元素分析(C366012Ti):炭素59.1%、水素8.28%、チタン6.5%(理論値:炭素59.0%、水素8.25%、チタン6.53%)
MS(m/e):561、435、309、59
[実施例B−6](テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ジルコニウム(IV)(Zr(mood)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.72g(24.5ミリモル)を加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.15g(24.1ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ジルコニウム(IV)1.39g(5.96ミリモル)をメタノール6mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、41Pa)し、粘性のある黄色液体として、テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ジルコニウム(IV)3.47gを得た(単離収率:75%)。
テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ジルコニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2962、2932、2873、2822、1595、1526、1417、1329、1211、1120、975、794、574、520(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1595cm-1)が観察された)
元素分析(C366012Zr):炭素55.8%、水素7.76%、ジルコニウム11.7%(理論値:炭素55.7%、水素7.79%、ジルコニウム11.8%)
MS(m/e):603、113、59
[実施例B−7](テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ハフニウム(IV)(Hf(mood)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.88g(25.3ミリモル)を加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン4.41g(25.6ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ハフニウム(IV)2.00g(6.24ミリモル)をメタノール10mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、23Pa)し、粘性のある黄色液体として、テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ハフニウム(IV)4.32gを得た(単離収率:80%)。
テトラキス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ハフニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2962、2932、2873、2822、1598、1528、1430、1211、1120、976、795、524(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1598cm-1)が観察された)
元素分析(C366012Hf):炭素50.1%、水素7.03%、ハフニウム20.6%(理論値:炭素50.1%、水素7.00%、ハフニウム20.7%)
MS(m/e):693、113、59
[実施例B−8](テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ハフニウム(IV)(Hf(momd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液9.40g(48.7ミリモル)を加え、氷冷下、参考例7の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン7.00g(48.9ミリモル)をゆるやかに滴下し、15分間攪拌させた。次いで、塩化ハフニウム(IV)3.90g(12.2ミリモル)をメタノール20mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン20mL及び水20mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(190℃、13.3Pa)し、粘性のある黄色液体として、テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ハフニウム(IV)3.73gを得た(単離収率:41%)。
テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ハフニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2979、2932、2873、2823、1599、1528、1416、1362、1274、1212、1120、1023、794、517(β−ジケトン特有のピーク(1611cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1599cm-1)が観察された)
元素分析(C284412Hf):炭素44.6%、水素5.92%、ハフニウム23.6%(理論値:炭素44.8%、水素5.90%、ハフニウム23.8%)
MS(m/e):653、609、565、59
[実施例B−9](テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)(Hf(mohd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、塩化ハフニウム(IV)5.90g(18.4ミリモル)及びメタノール30mLを加えた。別途、5モル/L水酸化ナトリウム水溶液18.0g(75ミリモル)に、水冷下、参考例8の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン12.1g(76.2ミリモル)をゆるやかに滴下した。この溶液を塩化ハフニウムのメタノール溶液に水冷下にて滴下し、攪拌しながら室温にて30分間反応させた。反応終了後、メチルシクロヘキサン50mL及び水50mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(205℃、18.6Pa)し、粘性のある黄色液体として、テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)12.6gを得た(単離収率:85%)。
テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2978、2934、2877、2823、1594、1529、1431、1328、1211、1120、1072、808、521(β−ジケトン特有のピーク(1610cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1594cm-1)が観察された)
元素分析(C325212Hf):炭素47.4%、水素6.50%、ハフニウム22.1%(理論値:炭素47.6%、水素6.49%、ハフニウム22.1%)
MS(m/e):681、651、621、367、221、128、99、59
[実施例B−10〜B−21](蒸着実験:金属酸化物薄膜の製造)
実施例B−1〜B−9で得られた金属錯体(クロム錯体(Cr(mopd)3)、マンガン錯体(Mn(mopd)2)、ニッケル錯体(Ni(mopd)2)、コバルト錯体(Co(mopd)2)、チタン錯体(Ti(mopd)4)、ジルコニウム錯体(Zr(mood)4)及びハフニウム錯体(Hf(mood)4、Hf(momd)4及びHf(mohd)4)を用いて、CVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。
評価試験には、酸素による金属酸化物薄膜の製造では図1に示す装置を、水蒸気による金属酸化膜の製造では図2に示す装置を使用した。気化器3(ガラス製アンプル)にある金属錯体20は、ヒーター10Bで加熱されて気化し、マスフローコントローラー1Aを経て予熱器10Aで予熱後導入されたヘリウムガスに同伴し気化器3を出る。気化器3を出たガスは、マスフローコントローラー1B、ストップバルブ2を経て導入された酸素ガス(図1)、またはマスフコントローラー1B、2℃に冷却された水8を経て導入された水蒸気を含むヘリウムガス(図2)とともに反応器4に導入される。反応系内圧力は真空ポンプ手前のバルブ6の開閉により、所定圧力にコントロールされ、圧力計5によってモニターされる。ガラス製反応器の中央部はヒーター10Cで加熱可能な構造となっている。反応器に導入された金属錯体は、反応器内中央部にセットされ、ヒータ10Cで所定の温度に加熱された被蒸着基板21の表面上で酸化熱分解し、基板21上に金属酸化膜が析出する。反応器4を出たガスは、トラップ7、真空ポンプを経て、大気中に排気される構造となっている。
蒸着条件を次に示す。
[実施例B−10〜B−16](図1の蒸着装置使用)
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:20mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:5320Pa
蒸着時間:30分
[実施例B−17〜B−18](図1の蒸着装置使用)
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:80mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:450℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:60分
[実施例B−19〜B−21](図2の蒸着装置使用)
金属錯体を給送するHeキャリア流量:60mL/分
水蒸気を給送するHeキャリア流量:60mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:300℃
反応器内圧力:2660Pa
蒸着時間:60分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表5と表6に示す。
Figure 0004716193
Figure 0004716193
表5と表6の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
[参考例9](2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン(mohd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積200mLのフラスコに、カリウムt−ブトキシド25.0g(223ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、メチルシクロヘキサン100mLを加えた。次いで、水冷下、参考例1の方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル12.5g(106ミリモル)を滴下した後、2−ブタノン7.70g(107ミリモル)をゆるやかに滴下し、10℃に冷却して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水70mLを加えた後、水層を分液した。分液した水層を酢酸で中和してメチルシクロヘキサンで抽出した後、メチルシクロヘキサン抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(77℃、1.26kPa)し、無色液体として、2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン10.4gを得た(単離収率:62%)。
[実施例C−1](ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)(Cu(mopd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、水酸化銅(II)0.906g(9.29ミリモル)及び塩化メチレン10mLを加えた後、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン1.57g(9.12ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて攪拌しながら90分間反応させた。反応終了後、反応液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(170℃、63Pa)し、紫色固体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)1.50gを得た(単離収率:81%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:107℃
IR(neat(cm-1)):3436(br)、2970、2933、2874、2827、1572、1513、1430、1334、1242、1114、1057、914、811、580(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1572cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Cu):炭素53.7%、水素7.49%、銅15.6%(理論値:炭素53.3%、水素7.45%、銅15.7%)
MS(m/e):405、362、287、235、175、113、59
[実施例C−2](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)銅(II)(Cu(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、参考例3の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン10.1g(58.4ミリモル)及びトルエン30mLを加えた後、5.66質量%酢酸銅(II)水溶液24.0g(7.48ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて20分間反応させた。反応終了後、トルエン層を分液した。得られたトルエン層に5.66質量%酢酸銅(II)水溶液24.0g(7.48ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて20分間反応させた後、トルエン層を分液した。その後、この操作を2回繰り返した。該トルエン層を水で洗浄した後に減圧下で濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(170℃、27Pa)し、紫色固体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)銅(II)10.6gを得た(単離収率:87%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)銅(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:78℃
IR(neat(cm-1)):3431(br)、2964、2933、2873、2821、1568、1518、1442、1366、1206、1127、970、802、553、480(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1568cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Cu):炭素53.8%、水素7.43%、銅15.7%(理論値:炭素53.3%、水素7.45%、銅15.7%)
MS(m/e):405、346、287、235、175、113、59、28
[実施例C−3](ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)(Cu(mohd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、参考例9の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン5.03g(31.8ミリモル)及びトルエン40mLを加えた後、9.09質量%酢酸銅(II)水溶液33.0g(16.5ミリモル)をゆるやかに滴下し、攪拌しながら室温にて60分間反応させた。反応終了後、有機層を分液した後に減圧下で濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(160℃、17Pa)し、紫色固体として、ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)4.60gを得た(単離収率:77%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)銅(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:104℃
IR(neat(cm-1)):3432(br)、2978、2935、2879、2826、1569、1518、1443、1343、1207、1127、1074、808、551、434(β−ジケトン特有のピーク(1610cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1569cm-1)が観察された)
元素分析(C16266Cu):炭素50.8%、水素6.98%、銅16.8%(理論値:炭素50.9%、水素6.93%、銅16.8%)
MS(m/e):377、318、259、221、161、99、59
[実施例C−4〜C−6](蒸着実験:銅薄膜の製造)
実施例C−1〜C−3で得られた銅錯体(Cu(mopd)2、Cu(mood)2及びCu(mohd)2)を用いて、CVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。評価試験には、図1に示す装置を使用したが、酸素ガスの代わりに水素ガスを反応性ガスとして用いた。
蒸着条件を次に示す。
Heキャリア流量:30mL/分
水素流量:120mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:250℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:30分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表7に示す。
Figure 0004716193
注:生成した銅膜は、いずれも光沢のある金属色を示し、表面は均一な平滑面であった。
表7の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
[実施例D−1](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ランタン(III)(La(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、酢酸ランタン(III)1.0g(3.16ミリモル)、テトラヒドロフラン20mL及び10質量%水酸化ナトリウム水溶液5mg(21.7ミリモル)を加えた後、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン2.0g(11.6ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて攪拌しながら90分間反応させた。反応終了後、反応液を濾過した後に濾液を水で洗浄し、減圧下で濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(230℃、26.6Pa)し、粘性のある無色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ランタン(III)0.93gを得た(単離収率:45%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ランタン(III)、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:21℃
IR(neat(cm-1)):3477(br)、2968、2931、2870、2827、1603、1525、1483、1371、1331、1209、1151、1114、1060、1019、955、910、865、811、782、553
元素分析(C27459La):炭素50.2%、水素6.91%、ランタン21.7%(理論値:炭素49.7%、水素6.95%、ランタン21.3%)
MS(m/e):675、481、398、310、173、113、59
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.24(3H,d)、1.35(3H,d)、2.2〜2.3(1H,m)、3.33(3H,s)、3.58〜3.65(1H,q)、5.18(1H,s)
[実施例D−2](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)サマリウム(III)(Sm(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、酢酸サマリウム(III)1.0g(2.50ミリモル)、テトラヒドロフラン20mL及び10質量%水酸化ナトリウム水溶液5mg(21.7ミリモル)を加えた後、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン1.72g(10.0ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて攪拌しながら90分間反応させた。反応終了後、反応液を濾過した後に濾液を水で洗浄し、減圧下で濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(230℃、26.6Pa)し、粘性のある黄色液体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)サマリウム(III)0.58gを得た(単離収率:35%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)サマリウム(III)、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:25℃
IR(neat(cm-1)):2968、2931、2870、2825、1605、1525、1495、1371、1331、1210、1113、1020、910、804、783
元素分析(C27459Sm):炭素48.5%、水素6.87%、サマリウム22.1%(理論値:炭素48.8%、水素6.83%、サマリウム22.6%)
MS(m/e):688、494、368、324、113、59
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87〜0.99(3H,brd)、1.12(6H,m)、2.5(1H,m)、2.9(3H,brs)、3.29〜3.65(1H,brs)、5.60〜5.77(1H,br)
[実施例D−3](トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ランタン(III)(La(mood)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、酢酸ランタン(III)1.0g(3.16ミリモル)、テトラヒドロフラン20mL及び10質量%水酸化ナトリウム水溶液5mg(21.7ミリモル)を加えた後、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン2.0g(11.6ミリモル)をゆるやかに滴下し、室温にて攪拌しながら90分間反応させた。反応終了後、反応液を濾過した後に濾液を水で洗浄し、減圧下で濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(230℃、26.6Pa)し、粘性のある無色液体として、トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ランタン(III)0.55gを得た(単離収率:27%)。
トリス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ランタン(III)、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:10℃
IR(neat(cm-1)):2961、2931、2873、2826、1600、1518、1479、1338、1209、1116、1019、960、789
元素分析(C27459La):炭素49.5%、水素6.99%、ランタン20.9%(理論値:炭素49.7%、水素6.95%、ランタン21.3%)
MS(m/e):675、481、398、142、113、59
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.86(3H,t)、1.23(3H,d)、1.48〜1.58(2H,m)、2.05(2H,t)、3.32(3H,s)、3.57〜3.64(1H,q)、5.19(1H,s)
[実施例D−4](蒸着実験:酸化ランタン薄膜の製造)
実施例D−1で得られたランタン錯体(La(mopd)3)を用いて、CVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。評価試験には、図1に示す装置を使用した。
蒸着条件を次に示す。
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:120mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:450℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:30分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表8に示す。
Figure 0004716193
表8の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
[実施例E−1](ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)(Pb(mohd)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、塩化鉛(II)8.04g(28.9ミリモル)をメチルシクロヘキサン40mLに懸濁させ、室温下、その懸濁液に参考例8の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオン10.35g(60.1ミリモル)をゆるやかに滴下した。その後、氷冷下17%の水酸化ナトリウム水溶液14.5g(NaOH61ミリモル)を滴下し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(190℃、20Pa)し、粘性のある黄色液体として、ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)7.57gを得た(単離収率:50%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−ヘプタンジオナト)鉛(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2976、2934、2877、2822、1594、1516、1420、1371、1335、1302、1210、1117、1068、1016、944、882、821、515(β−ジケトン特有のピーク(1610cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1594cm-1)が観察された)
元素分析(C16266Pb):炭素36.6%、水素5.03%、鉛39.5%(理論値:炭素36.8%、水素5.02%、鉛39.7%)
MS(m/e):522、463、311、99、59
[実施例E−2](トリス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)インジウム(III)(In(momd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、14.8%水酸化ナトリウム水溶液11.7g(NaOH43.5ミリモル)を加え、氷冷下、参考例7の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン6.51g(45.5ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化インジウム(III)四水和物4.04g(13.8ミリモル)をメタノール30mLに溶解させた溶液をゆるやかに滴下し、水温下、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、メチルシクロヘキサン50mL及び水20mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(180℃、15Pa)し、粘性のある淡黄色液体として、トリス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)インジウム(III)5.91gを得た(単離収率:79%)。
トリス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)インジウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2981、2933、2882、2824、1574、1523、1412、1387、1265、1212、1119、1025、909、806、538(β−ジケトン特有のピーク(1611cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1574cm-1)が観察された)
元素分析(C21339In):炭素46.6%、水素6.20%、インジウム21.0%(理論値:炭素46.3%、水素6.11%、インジウム21.1%)
MS(m/e):544、514、401、289、199、115、59
[実施例E−3](テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ジルコニウム(IV)(Zr(momd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、10.8%水酸化ナトリウム水溶液29.2g(NaOH 78.8ミリモル)を加え、氷冷下、参考例7の方法で合成した2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン12.1g(83.6ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ジルコニウム(IV)4.33g(18.6ミリモル)をメタノール40mLに溶解させた溶液に、先ほど調製した水溶液を氷冷下ゆるやかに滴下し、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、メチルシクロヘキサン40mL及び水50mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、24Pa)し、粘性のある無色液体として、テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ジルコニウム(IV)5.78gを得た(単離収率:47%)。
テトラキス(2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオナト)ジルコニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
IR(neat(cm-1)):2979、2932、2873、2823、1597、1526、1414、1361、1272、1211、1120、1023、794、516、419(β−ジケトン特有のピーク(1611cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1597cm-1)が観察された)
元素分析(C284412Zr):炭素50.9%、水素6.71%、ジルコニウム13.6%(理論値:炭素50.7%、水素6.68%、ジルコニウム13.7%)
MS(m/e):519、193、109、85、59
[実施例E−4](ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ニッケル(II)(Ni(mood)2)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液14.1g(73.1ミリモル)およびメタノール 15mLを加え、氷冷下、参考例6の方法で合成した2−メトキシ−3,5−オクタンジオン12.6g(73.2ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ニッケル(II)6水和物10.0g(11.5ミリモル)をメタノール30mLに溶かした溶液を氷冷下滴下し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、塩化メチレン50mL及び水50mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(230℃、40Pa)し、暗緑色固体として、ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ニッケル(II)7.20gを得た(単離収率:43%)。
ビス(2−メトキシ−3,5−オクタンジオナト)ニッケル(II)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:57℃
IR(neat(cm-1)):3415(br)、2963、2933、2874、2823、1598、1520、1431、1334、1211、1117、1017、960、795、558(β−ジケトン特有のピーク(1608cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1598cm-1)が観察された)
元素分析(C18306Ni):炭素53.7%、水素7.59%、ニッケル14.5%(理論値:炭素53.9%、水素7.54%、ニッケル14.6%)
MS(m/e):400、341、113、59
[実施例E−5](テトラキス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)(Hf(mopd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液3.95g(20ミリモル)およびメタノール 10mLを加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン21.2g(3.65ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ハフニウム(IV)1.60g(5.00ミリモル)をメタノール 6mLに溶かした溶液を氷冷下滴下し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン10mLを加えて濾過後、濾液を濃縮した。濃縮物を減圧蒸留(220℃、24Pa)し、淡黄色固体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)3.00gを得た(単離収率:70%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ハフニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:160℃
IR(neat(cm-1)):3414(br)、2974、2932、2871、2823、1582、1534、1433、1329、1240、1210、1120、1060、969、915、797、544(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1582cm-1)が観察された)
元素分析(C366012Hf):炭素50.3%、水素7.10%、ハフニウム20.5%(理論値:炭素50.1%、水素7.00%、ハフニウム20.7%)
MS(m/e):693、113、59
[実施例E−6](テトラキス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ジルコニウム(IV)(Zr(mopd)4)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液4.70g(24.4ミリモル)およびメタノール10mLを加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.20g(24.4ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化ジルコニウム(IV)1.38g(5.92ミリモル)をメタノール 4mLに溶かした溶液を氷冷下滴下し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、25Pa)し、淡黄色固体として、ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ジルコニウム(IV)1.27gを得た(単離収率:28%)。
ビス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)ジルコニウム(IV)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:165℃
IR(neat(cm-1)):2974、2932、2871、2823、1580、1533、1431、1329、1238、1210、1120、1060、969、914、797、575、542(β−ジケトン特有のピーク(1607cm-1)が消失し、β−ジケトナト特有のピーク(1580cm-1)が観察された)
元素分析(C366012Zr):炭素55.3%、水素7.72%、ジルコニウム11.3%(理論値:炭素55.7%、水素7.79%、ジルコニウム11.8%)
MS(m/e):603、113、59
[実施例E−7](トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)イットリウム(IV)(Y(mopd)3)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積100mLのフラスコに、28%ナトリウムメトキシドのメタノール溶液5.12g(26.5ミリモル)およびメタノール 10mLを加え、氷冷下、参考例2の方法で合成した2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオン4.60g(26.7ミリモル)をゆるやかに滴下し、5分間攪拌させた。次いで、塩化イットリウム6水和物(III)2.62g(8.64ミリモル)をメタノール 20mLに溶かした溶液を室温下滴下し、室温にて、攪拌しながら1時間反応させた。反応終了後、反応液から減圧下でメタノールを留去した。その後、ヘキサン30mL及び水30mLを加え、有機層を分液した後に、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(220℃、35Pa)し、橙色ガラス状固体として、トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)イットリウム(III)2.43gを得た(単離収率:47%)。
トリス(2−メトキシ−6−メチル−3,5−ヘプタンジオナト)イットリウム(III)は、以下の物性値で示される新規な化合物である。
融点:38℃
IR(neat(cm-1)):3435(br)、2973、2932、2871、2822、1608、1531、1432、1331、1211、1152、1118、1022、912、787、559
元素分析(C27459Y):炭素55.3%、水素7.72%、イットリウム11.3%(理論値:炭素53.8%、水素7.53%、イットリウム14.8%)
MS(m/e):625、602、571、559、543、431、339、259、113、59
[参考例10](2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン(momd)の合成)
攪拌装置、温度計及び滴下漏斗を備えた内容積300mLのフラスコに、カリウムt−ブトキシド29.0g(258ミリモル)を加え、反応系内をアルゴンで置換した後、メチルシクロヘキサン120mLを加えた。次いで、水冷下、参考例1の方法で合成した2−メトキシプロピオン酸メチル15.0g(127ミリモル)を滴下した後、アセトン7.40g(127ミリモル)をゆるやかに滴下し、10℃に冷却して、攪拌しながら30分間反応させた。反応終了後、氷冷下、水1200mLを加えた後、水層を分液した。分液した水層を酢酸で中和してメチルシクロヘキサンで抽出した後、メチルシクロヘキサン抽出液を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を濃縮した後、濃縮物を減圧蒸留(66℃、1.38kPa)し、無色液体として、2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオン9.63gを得た(単離収率:53%)。
2−メトキシ−3,5−ヘキサンジオンの物性値は以下の通りであった。
1H−NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.29(0.3H,d)、1.35(2.7H,d)、2.11(2.7H,s)、2.26(0.3H,s)、3.36(2.7H,s)、3.37(0.3H,s)、3.64(0.2H,s)、3.70〜3.77(1H,m)、5.80(0.9H,s)、15.3(0.9H,s)
IR(neat(cm-1)):2987、2937、2828、1611(br)、1451、1368、1337、1239、1211、1119、1058、1018、903、801、814(なお、1611cm-1のピークは、β−ジケトン特有のピークである。)
MS(m/e):114、85、59、43
[実施例E−8〜E−14](蒸着実験:金属酸化物薄膜の製造)
実施例E−1〜E−7で得られた金属錯体のそれぞれを用いて、CVD法による蒸着実験を行い、成膜特性を評価した。評価試験には、図1に示す装置を用いた。
蒸着条件を次に示す。
[実施例E−8](酸素と共にHeを供給して酸素を希釈した)
Heキャリア流量:15mL/分
酸素流量:80mL/分
酸素希釈用He流量:105mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:60分
[実施例E−9、E−12、E−13]
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:20mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:5320Pa
蒸着時間:30分
[実施例E−10](酸素と共にHeを供給して酸素を希釈した)
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:80mL/分
酸素希釈用He流量:90mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:19.9kPa
蒸着時間:60分
[実施例E−11](酸素と共にHeを供給して酸素を希釈した)
Heキャリア流量:60mL/分
酸素流量:80mL/分
酸素希釈用He流量:60mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:400℃
反応器内圧力:7980Pa
蒸着時間:60分
[実施例E−14]
Heキャリア流量:30mL/分
酸素流量:20mL/分
基板:SiO2/Si(サイズ:7mm×40mm)
基板温度:450℃
反応器内圧力:5320Pa
蒸着時間:30分
蒸着結果(膜特性、生成物の分析はXPS分析による)を表9に示す。
Figure 0004716193
表9の結果より、本発明の金属錯体が、優れた成膜性を有することが分かる。
蒸着装置の構成を示す図である。
水蒸気により金属酸化膜を製造する蒸着装置の構成を示す図である。
符号の説明
1A マスフローコントローラ
1B マスフローコントローラ
2 ストップバルブ
3 気化器
4 反応器
5 圧力計
6 バルブ
7 トラップ
8 水
9 冷却器
10A 予熱器
10B 気化器ヒータ
10C 反応器ヒータ
20 原料金属錯体融液もしくは溶液
21 基板

Claims (17)

  1. 式(3):
    Figure 0004716193
    (式中、Mは、金属原子を示し、Xは、上記式(2)で表わされるアルコキシアルキルメチル基(式中、R a 及びR b は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜5の直鎖もしくは分枝状のアルキル基を表わす)を表わし、Yは、上記式(2)の基または炭素原子数1〜8の直鎖もしくは分枝状のアルキル基を表わし、Zは、水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表わし、nは、1〜4の整数を表わす)
    で表される金属錯体。
  2. Mが、周期律表第IIA族、第IIB族、第IIIB族、第IVB族または第VA族の金属原子である請求項1に記載の金属錯体。
  3. Mが、マグネシウム原子、カルシウム原子、ストロンチウム原子、バリウム原子、亜鉛原子、ホウ素原子、アルミニウム原子、ガリウム原子、インジウム原子、ゲルマニウム原子、スズ原子、鉛原子、バナジウム原子、ニオブ原子及びタンタル原子からなる群より選ばれる金属原子である請求項1に記載の金属錯体。
  4. Mが、周期律表第IVA族、第VIA族、第VIIA族または第VIII族の金属原子である請求項1に記載の金属錯体。
  5. Mが、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、クロム原子、マンガン原子、ニッケル原子、コバルト原子、鉄原子、ルテニウム原子及びイリジウム原子からなる群より選ばれる金属原子である請求項1に記載の金属錯体。
  6. Mが、周期律表第IB族の金属原子であって、nが1または2である請求項1に記載の金属錯体。
  7. Mが、銅原子、銀原子及び金原子からなる群より選ばれる金属原子であって、nが1または2である請求項1に記載の金属錯体。
  8. Mが希土類金属原子であって、nが3もしくは4である請求項1に記載の金属錯体。
  9. Mが、イットリウム原子、ランタン原子、セリウム原子、プラセオジム原子、ネオジム原子、サマリウム原子、ユーロピウム原子、エルビウム原子、イットリビウム原子及びルテチウム原子からなる群より選ばれる金属原子であって、nが3もしくは4である請求項1に記載の金属錯体。
  10. 請求項1に記載の金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に酸素もしくは水蒸気と接触させて熱分解して金属酸化物蒸気に変換し、該金属酸化物蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる金属酸化物薄膜の製造方法。
  11. 金属錯体の加熱に際して、金属錯体を有機溶媒に溶解した溶液として加熱する請求項10に記載の金属酸化物薄膜の製造方法。
  12. 有機溶媒が、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒もしくはエーテル溶媒である請求項11に記載の金属酸化物薄膜の製造方法。
  13. 請求項1に記載の金属錯体を加熱して金属錯体蒸気とし、基板を装着した反応容器内に供給する工程、そして金属錯体蒸気を反応容器内にて加熱下に水素と接触させて熱分解して金属蒸気に変換し、該金属蒸気を基板表面に堆積させる工程からなる金属薄膜の製造方法。
  14. 金属錯体の加熱に際して、金属錯体を有機溶媒に溶解した溶液として加熱する請求項13に記載の金属薄膜の製造方法。
  15. 有機溶媒が、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒もしくはエーテル溶媒である請求項14に記載の金属薄膜の製造方法。
  16. 金属供給源として請求項1に記載の金属錯体を用いて金属含有薄膜を製造する方法。
  17. 金属薄膜の製造を化学気相蒸着法にて行なう請求項16に記載の金属含有薄膜の製造方法。
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