[发明专利]碳酰氟的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳酰氟的制造方法。

背景技术

碳酰氟(COF₂)被用作半导体制造装置等的清洗气和蚀刻气、有机化合物的氟化剂和原料。这些用途、特别是半导体制造装置的清洗气的用途中，需要高纯度的碳酰氟。

作为碳酰氟的合成方法之一，以往已知使一氧化碳气体和氟气在气相中混合并反应的方法(参照非专利文献1)。

然而，上述方法存在爆炸的危险性、副反应引起的碳酰氟的反应收率的低下、剧烈的发热等问题。以下，进行详细说明。

首先，将一氧化碳和氟作为起始原料的情况下，碳酰氟的生成热极大。此外，使用氟的一氧化碳的直接氟化反应在常温下也极快地进行。因此，如果该反应热不被充分除去，则生成的碳酰氟的温度上升。

碳酰氟在300℃以上被分解为四氟化碳和二氧化碳(参照非专利文献2～4)。因此，如果该反应热不被充分除去，则产生四氟化碳和二氧化碳的副产物。

二氧化碳和碳酰氟由于分子直径接近，因此难以将两者吸附分离。此外，由于它们都容易与碱性物质反应，因此也不可以通过中和分离。另外，由于两者的沸点接近，因此也难以蒸馏分离(参照专利文献1)。因此，为了获得高纯度的碳酰氟，反应时通过除热来抑制二氧化碳副产物的生成是非常重要的。

为此，为了解决上述问题，专利文献2中提出了碳酰二氟的制造方法，其特征在于，通过一氧化碳和氟气的反应连续制造碳酰二氟时，至少添加1种以上选自N₂、He、Ne、Ar的第3成分气体，使气体在动态且减压的状态下流通的同时进行反应。

专利文献1：日本专利特开2003-212525号公报

专利文献2：日本专利特开2003-267712号公报

非专利文献1：《无机化学制备手册(Handbook of preparative inorganicchemistry)I》，206，第二版，Georg Brauer著，Academic Press，纽约，1965

非专利文献2：Ruff；Li，Z.Anorg.Allg.Chem.，242(1939)，272

非专利文献3：Li，J.chin，Chem.Soc.，11(1944)，14

非专利文献4：Chem.Abstr.，(1945)，1099

发明的揭示

然而，专利文献2所记载的方法中，虽然通过选自N₂、He、Ne、Ar的第3成分气体稀释，但一般气体的导热系数小，除热效率低，因此例如根据反应装置和反应条件(例如连续地大量制造碳酰氟的情况)，会无法充分除热，碳酰氟的反应收率变低，而且难以分离的杂质二氧化碳作为副产物生成，与碳酰氟的分离变得困难。

针对这样的问题，考虑有使用适合于高温气体的除热的反应装置、例如反应空间和冷却介质的界面的面积(导热面积)相对于反应空间的容积较大的装置的方法以及为了抑制反应热量而抑制反应的量的方法等，但存在装置的费用相对于生产量变高的问题，变得对工业上的大量生产不利。

如上所述，尚未确立以一氧化碳和氟作为原料的碳酰氟的工业制造方法。

因此，本发明的目的在于提供将一氧化碳和氟作为原料，不存在剧烈的发热、副反应引起的收率下降等问题的碳酰氟的制造方法。

本发明者认真研究后发现，通过使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而进行反应，可以高效地进行除热，由此可以高收率地获得碳酰氟，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下的(1)～(9)。

(1)碳酰氟的制造方法，其中，将一氧化碳气体和氟气导入液体中，在液体中使一氧化碳和氟反应，得到碳酰氟。

(2)碳酰氟的制造方法，其中，使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而进行反应，得到碳酰氟。

(3)上述(1)或(2)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气中的至少一方。

(4)上述(3)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气这两者，而且使前述一氧化碳气体和前述氟气这两者以气泡的状态分散于前述液体中，使前述气泡相互撞击，从而使两者接触。

(5)上述(3)或(4)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体为不含C-H键而含有C-F键的含氟化合物。

(6)上述(1)或(2)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体为在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物。