一种电子级芴类化合物精制纯化方法

本发明公开了一种电子级芴类化合物精制纯化技术，在光刻胶原料合成领域有重要的参考价值。

背景技术：

1、光刻技术是现代半导体、微电子、信息产业的基础，在平板显示器、发光二极管、先进封装、磁头、及精密传感器等半导体行业也有着广泛应用。其中，正性光刻胶在该领域更为普遍，占到光刻胶的80％以上。正性光刻胶的原理简单来说就是在曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，可以得到与掩模版相同图案。电子行业中使用得最多的光刻胶是1960年左右开发出的邻重氮萘醌-酚醛树脂正性光刻胶，其分辨率较高，抗干法蚀刻性好，耐热、去胶方便，当然也存在感光速度慢，黏附性和机械强度较差的缺点。光引发剂作为光刻胶的主要作用成分，通常是由感光物质和多苯酚中间体相互反应的产物，9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴作为多酚中间体的重要活性物质，在光刻胶作用机理过程能够将酚醛树脂稳固的连接起来。该产品的合成路线是较成熟的，但纯化方式比较单以，多以重结晶方式可以达到99％的纯度，但是对于光刻胶领域，该纯度远远不能满足现有工艺应用，亟待高纯甚至电子级纯度的纯化技术。

2、离子交换技术精制产品是最近较热门的提纯方式，该方法通常以丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体的多聚体形成的树脂成品，加以官能团化就形成了具有不同功能的离子交换树脂或者是螯合树脂。这类树脂对金属杂质、副产物可进行特异性的吸附交换，具有交换容量大、体积变化小、机械强度高、化学稳定性好、抗污染、抗氧化性能优越和交换速度快等优点。常用于超纯水生产、贵金属回收、废水处理、高纯试剂提纯等等领域。

3、9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴合成方法早已提出(cn101735020a、cn1617845a、cn101003466a、cn105001027a)，重结晶后能达到工业化产品的标准，但是金属离子的含量是偏高的，在光刻胶领域我们需要更加高纯的产品，常规的重结晶操作不能满足该要求。另一方面，离子交换树脂拥有非常好的金属离子吸附能力，可以将溶液进一步精制，对于部分电子级产品的纯化技术已有相关报道，树脂纯化是一种可取的方式。

技术实现思路

1、本发明力致于解决上述问题，提出了一种离子交换纯化技术纯化9,9-二(4-羟基芳基)芴类化合物的方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种光刻胶重要组成成分9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴，该化合物化学结构式为：

4、

5、所述离子交换提纯方法的具体步骤为：

6、步骤1：将工业级9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴产品进行溶解后进行重结晶操作；

7、步骤2：将重结晶产品配制成质量分数为20-40％的乙醇溶液；

8、步骤3：将溶液通过滤芯进行树脂纯化流程，浓缩结晶、干燥后得到电子级9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴产品。

9、所述的步骤1中，重结晶溶剂包括乙醇、水中的任意一种，当溶剂为纯乙醇时，所述的重结晶温度为5-70℃；或者，先将9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴溶于乙醇后，再加入3-5倍体积超纯水，常温下，直至完全析出固体为止。

10、作为优选方案，所述离子交换提纯技术中，重结晶过程根据溶剂的不同可分为两条路径，一是，将工业化产品溶于乙醇中，加入3-5倍体积的超纯水常温下进行析晶；二是，将工业化产品溶于乙醇，配制成70％浓度的溶液，在70℃环境下进行降温结晶。

11、所述的步骤3中，所述离子交换提纯技术中，需要将树脂填充进定制滤芯，涉及到阳离子交换树脂和螯合型树脂，其中，阳离子交换树脂：001×7、001×8、001×10、d001、d113，螯合型树脂：d401、cr4600、xr601、hx-a、xr2082。

12、所述离子交换提纯技术中，在滤芯中填充的树脂高径比为2:1-4:1，不同高径比与溶液流通有效横截面积有关，合适的高径比可以更高效率利用树脂吸附交换性能。

13、所述离子交换提纯技术中，溶液通过树脂的流速控制在1bv/h-3bv/h，合适的流速可以在最短的时间内最高效的吸附溶液金属阳离子。

14、本发明有益效果如下：

15、1.该化合物传统提纯方式依然是重结晶，这虽然是一种操作简单，效率高的方法，但是精制结果达不到光刻胶工业所需纯度要求，本发明引入离子交换提纯工艺，通过功能化树脂对金属离子的强吸附性，可以使产品达到接近电子级纯度的级别。另外，吸附饱和的活性树脂可以再次活化使其重新获得功能性，可直接重复使用。

16、2.常见电子级化学品提纯方式都会采用重结晶、树脂或者两者联用的情况，任意一种方式都需要一个精细稳定的工艺条件去控制杂质去留，本发明针对光刻胶领域中重要中间体9,9-二(3,4-二羟基芳基)芴，提出了先结晶后树脂纯化的精制工艺制备电子级产品，该操作简单，条件控制稳定，具有实际应用价值。

技术特征：

1.一种9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，工业级9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴产品经重结晶，再进行滤芯纯化、干燥后可得到电子级产品。

2.根据权利要求1所述的9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，将9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴溶于乙醇后，缓慢加入3-5倍体积的超纯水，直至固体完全析出为止。

3.根据权利要求1所述的9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，将重结晶产品干燥后，再次配制成20-40%质量浓度的乙醇溶液，投入滤芯中进行树脂吸附提纯。

4.根据权利要求3所述的9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，滤芯填充螯合树脂，优化螯合树脂型号包括d401、cr4600中的一种。

5.根据权利要求4所述的9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，滤芯中树脂填充高径比为2:1-4:1。

6.根据权利要求4所述的9,9-二（3,4-二羟基芳基）芴的提纯方法，其特征在于，溶液进行滤芯纯化的流速为1bv/h- 4bv/h，环境温度为室温。

技术总结
本发明公开了一种电子级芴类化合物精制纯化方法，本发明利用树脂纯化技术对9,9‑二（3,4‑二羟基芳基）芴进行精制，处理后产品纯度能够达到电子级水平。本发明选择了阳离子交换树脂和螯合树脂作为吸附介质，其中阳离子交换树脂包括强酸（弱酸）型苯乙烯系阳离子交换树脂、大孔（凝胶）型阳离子交换树脂，螯合型树脂包括大孔结构螯合树脂、不同酸性基团（亚胺二乙酸基团、羧酸基团），螯合树脂的纯化效果优于阳离子交换树脂。

技术研发人员：张诺诺,粟鹏,贺兆波,王龙,王亮,晏佳莹,池汝安,李东升
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13