手機(jī)掃碼訪問本站
微信咨詢
5-硝基苊是黃色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)101.5～102.5℃，溶于熱水、乙醇、乙醚和石油醚，5-硝基苊遇濃硫酸呈藍(lán)紫色，是染料酸性亮黃FF、分散熒光黃等的中間體；也用作光刻膠增感劑。由苊硝化制得。
5-硝基苊是合成染料、醫(yī)藥的重要原料。5- 硝基苊的制備通常是用硝酸和苊作用。硝酸鈰銨作為硝基化試劑，對酯、醚、咔唑及衍生物的反應(yīng)已見報(bào)道，但未見有與苊的硝化反應(yīng)。
1、朱惠琴等在醋酸介質(zhì)中，聚乙二醇存在下，苊與硝酸鈰銨反應(yīng)制取5-硝基苊 ，反應(yīng)條件溫和，選擇性好，產(chǎn)率高。硝酸鈰銨主要作為硝化試劑，發(fā)生硝化反應(yīng)。聚乙二醇可以增加反應(yīng)的選擇性，提高5-硝基苊的產(chǎn)率。反應(yīng)的最佳條件為: 苊∶硝酸鈰銨= 1∶1. 6;水溶溫度40～50℃。在 50 mL兩頸圓底燒瓶中加入0.1542g (1mmol )苊，2 mL90% 醋酸，1m聚乙二醇。將0. 8809g (1.6mmo l)硝酸鈰銨溶解在1.5 m L60%醋酸中，加入滴液漏斗中 ，在磁力攪拌下，滴加硝酸鈰銨的醋酸溶液，約4min加完。水浴加熱40～50℃，反應(yīng)2 h，停止攪拌，放置14h后將其倒入10 m L水中，有黃棕色固體析出。抽濾，用少量蒸餾水洗二三次，即得0.1772g粗產(chǎn)物。再用乙醇重結(jié)晶、干燥。產(chǎn)量為0.1653g，產(chǎn)率83 %。測熔點(diǎn)( 101. 5～102. 4℃) ，文獻(xiàn)值(101. 5～102. 5℃)。產(chǎn)物的質(zhì)譜、IR譜與該化合物已知譜相同。
2、相轉(zhuǎn)移法
在相轉(zhuǎn)移催化劑聚乙二醇(PEG)存在下，在醋酸介質(zhì)中，苊與硝酸鈰銨反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和選擇性高，高產(chǎn)率地得到5-硝基苊。反應(yīng)式如下:
在50mL兩頸圓底燒瓶中加入0.1542g(1mmol)苊， 2mL90% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸，1 mL聚乙二醇。將0.8809 g(1.6 mmol)硝酸鈰銨溶解在 1. 5m L 60% (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )醋酸中，加入滴液漏斗中，在磁力攪拌下，滴加硝酸鈰銨的醋酸溶液，約4 min加完。水浴加熱 40～50℃，反應(yīng)2 h，停止攪拌，放置14h后，反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(氣相色譜跟蹤)。將反應(yīng)混合物倒入10mL水中，有黃棕色固體析出，抽濾，用少量蒸餾水洗2～3次，即得粗產(chǎn)物。再用乙醇重結(jié)晶、干燥。測其熔點(diǎn)(101.5～102.4℃)，文獻(xiàn)值( 101.5～102.5℃)。產(chǎn)物為已知化合物，質(zhì)譜、IR譜與已知譜相同。M S(m/z ): 199(M+，83. 8%)，169(M-30，29.7%) ， 153(M-NO2， 47.7% )， 152(基峰)，28(19. 8% )。IR:νmax (KBr壓片， cm-1): 2960(= CH) ，稠環(huán)骨架振動(dòng)(1620，1600，1520，1430， 1320)。1520，1330 (-NO2) ， 900， 840， 810，730 (C-H)。1HNMRδH(溶劑 CDCl3，TM S內(nèi)標(biāo)): δ a3. 1( 4H) ，δb6.9(2H)，δ c7.2(1H)，δ d 8.0，δ e 8.1(1H)。
傳統(tǒng)光刻工藝受到光的衍射，光刻膠膜的溶脹變形，化學(xué)腐蝕反應(yīng)的各相同性，以及硅片表面的臺(tái)階和不均一性等問題的影響，光刻的分辨率受到很大限制，一般認(rèn)為2-3μm是其極限分辨率，因此難以用于超大規(guī)模集成電路的制備。
為了克服上述缺陷，尤其是濕法顯影中光刻膠膜地溶脹變形，所以開發(fā)了無顯影氣相光刻工藝。無顯影氣相光刻工藝是利用光刻膠中的光敏劑可以促進(jìn)HF與SiO2的腐蝕作用，不用顯影就進(jìn)行腐蝕工序，目前采用的無顯影氣相光刻膠由成膜物質(zhì)、光敏劑和溶劑組成。成膜物質(zhì)一般為肉桂酸類光敏樹脂，光敏劑一般為5-硝基苊。溶劑為可以溶解上述物質(zhì)的有機(jī)溶劑。曝光后，肉桂酸產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，使其玻璃化溫度(Tg)升高，所以可以防止光刻膠中的5-硝基苊的揮發(fā)，而非爆光區(qū)則肉桂酸不發(fā)生交聯(lián)，所以-硝基苊容易揮發(fā)，含量減少，因而形成曝光區(qū)的SiO2易被HF腐蝕，非曝光區(qū)的SiO2不會(huì)被腐蝕，這樣就可以不用顯影就進(jìn)行光刻腐蝕。但是用這種工藝需要很高的曝光度(5.4J/cm2)，因此生產(chǎn)率低，而且在刻蝕過程中曝光區(qū)的5-硝基苊也會(huì)揮發(fā)損失，所以用這種工藝光刻深度不能很深，一般只能達(dá)到800nm。因此大大限制了無顯影氣相光刻工藝的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的是提供一種光刻深度深，且曝光時(shí)間短的無顯影氣相光刻膠。
本發(fā)明的無顯影氣相光刻膠由成膜物質(zhì)，光敏劑，具有光敏性的刻蝕促進(jìn)劑和溶劑組成。成膜物質(zhì)用可紫外光固化的光敏樹脂如肉桂酸酯類樹脂、丙稀酸類樹脂等；光敏劑可用5-硝基苊，安息香二甲醚、二苯酮；光敏性刻蝕促進(jìn)劑為帶有叔胺基的光敏化合物如N，N-甲胺基甲基丙稀酸乙酯，2-甲基-1-(對甲硫苯基)-2-嗎啉丙酮，2-芐基-2-二甲氨基-1-(對嗎啉苯基)丁酮-1等。溶劑為能溶解上述物質(zhì)的有機(jī)溶劑如環(huán)己酮，N，N-二甲胺基甲酰胺，乙酸乙二醇乙醚，上述各組分的配比為：成膜物質(zhì)∶光敏劑∶光敏性刻蝕促進(jìn)劑∶溶劑為 (8-9)∶(0.7-1.0)∶(0.3-1.0)∶90。
[1] 簡明精細(xì)化工大辭典
[2]朱惠琴.合成5-硝基苊的一種新方法[J].化學(xué)試劑，2002(01):45-46.
[3]朱惠琴.相轉(zhuǎn)移法合成5-硝基苊[J].化學(xué)世界，2002(05):259-260+254.
[4]CN96114150.6