萘酰亞胺季銨鹽類化合物及其用途制造技術

本發明專利技術涉及一種結構新穎的萘酰亞胺季銨鹽類化合物及其用途。所述萘酰亞胺季銨鹽類化合物經選擇性地修飾萘酰亞胺化合物得到(具體結構參見說明書式Ⅰ所示化合物)。本發明專利技術提供的萘酰亞胺季銨鹽類化合物可作為酸性電鍍銅的平整劑的應用。

Naphthalene quaternary ammonium salt compound and use thereof

The invention relates to a novel quaternary ammonium salt compound of naphthalene imide and its use. The naphthalene quaternary ammonium salt compound is selectively modified by the imine imine compound (see the specific structure as shown in the specification I). The quaternary ammonium salt compound provided by the invention can be used as leveling agent for acid electroplating copper.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種結構新穎的萘酰亞胺季銨鹽類化合物及其用途。
技術介紹
自19世紀中期電鍍技術產生以來，該技術得到不斷的完善和發展。特別是進入21世紀，隨著電子技術的發展和需要，電鍍銅層因其具有良好的導電性、導熱性和機械延展性等優點而被廣泛應用于電子信息產品等領域，因此，電鍍銅技術也滲透到了整個電子材料制造行業，如印刷線路板制造、封裝，以及大規模集成電路的銅互聯技術等電子領域等，電鍍銅技術已成為現代微電子制造中必不可少的關鍵電鍍技術之一。不僅如此，電鍍銅技術還廣泛應用于電器、家具和車輛等生活產品制造領域。由于工業生產當中所涉及的器件形狀不同，電鍍槽中工件表面各點的電流密度各異，因此單靠改善鍍液的對流等方式難以獲得厚度分布均勻的銅鍍層。所以，工業上為了獲得表面光亮、物理性能優異、厚度分布均勻的銅鍍層，目前常用的方法是在銅電鍍液中加入添加劑。特別是在酸性硫酸銅電鍍中，為了控制電鍍材料的表面形貌或者其他的特殊性能，添加劑起到了關鍵的作用。而且，極少量的添加劑即可帶給鍍層形貌組成以及晶格取向極大的影響。在鍍液中，電鍍添加劑的濃度往往只有金屬離子濃度的1/102至1/105倍。通常酸性硫酸銅電鍍液中常用的添加劑按其在鍍液中的作用主要可分為抑制劑、光亮劑和整平劑三種，其作用原理較為復雜，簡單敘述如下：大多數的情況下，電鍍添加劑向陰極擴散的能力決定著金屬電沉積的速率大小。在添加劑受到擴散步驟控制的情況下，電鍍添加劑粒子通常會出現擴散，并且吸附在張力較大的電極表面凸出處以及電沉積的活性位點上，致使在電極表面上吸附的金屬原子不斷遷移到電極表面的凹陷處并且進入金屬晶格內部，從而起到了添加劑的整平光亮效用。隨著相關行業要求的不斷增高，對于電鍍銅添加劑的系統性研究在過去的幾十年間發展迅速。關于酸性鍍銅添加劑的研究，最早可追溯到上世紀四十年代。1945年，U.S.P.2,391,289專利中最早提到在槽液中加取代硫脲、潤濕劑和糊精作為添加劑以改善鍍層的性能。上世紀五十年代，國外先后報道了諸多化合物可作為酸性硫酸鹽鍍銅添加劑，如巰基苯并咪唑(U.S.P.2,700,020)，堿性藏紅染料(U.S.P.2,707,166)，硫氮雜苯染料(U.S.P.2,805,193)，三苯甲烷染料(U.S.P.2,805,194)等。至六十年代，美國報道了有機硫化物、聚醚、灰二氮蒽染料(藏花紅型)(U.S.P.3,261,010)復配用于酸性硫酸鹽鍍銅并獲得了光亮、整平性良好的銅鍍層。上世紀七十年代，我國科研人員開發出了無染料的寬溫度酸性光亮鍍銅工藝，該工藝以M(2-巰基苯并咪唑)、N(乙撐硫脲)、PN(聚乙烯亞胺烷基鹽)、P(聚乙二醇)作為添加劑復配使用獲得良好效果。同時期，國外也報道了有機多硫化合物、巰基吡啶或巰基咪唑、聚咪(U.S.P.3,804,729)，Schiff堿聚乙烯亞胺與二苯基偶氮羰肼的反應產物(B.P.1,415,129)做添加劑用于酸性硫酸鹽鍍銅。到了上世紀80年代，文獻報道了酞菁化合物(U.S.P.4,272,335)，二烷基二硫代氨基甲酸+烷基磺酸(U.S.P.4,376,685)作為添加劑用于酸性硫酸鹽鍍銅。上世紀90年代至今，國外各大添加劑生產商(德國安美特，日本大和等)在市場上推出了“210”“Ultra”等染料型添加劑用于通用五金電鍍行業鍍銅。然而，現有染料型電鍍添加劑存在種類少、難制備(或制備過程復雜)及成本高等缺陷。此外，現有部分染料型電鍍添加劑的使用會增加污水處理難度，不利于環境保護。因此，研發制備工藝相對簡單、底成本，且環境友好的染料型電鍍添加劑倍受本領域科學家的關注。
技術實現思路
萘酰亞胺化合物是新型功能染料的中間體，特征顏色為黃綠色。迄今，萘酰亞胺化合物被廣泛應用于染料、熒光增白劑、熒光涂料、有機發光二極管(OLED)、分子器件和太陽能電池等領域。本專利技術的專利技術人經研究發現：選擇性地修飾萘酰亞胺化合物可得一種結構新穎的水溶性萘酰亞胺類化合物。經測試，本專利技術設計、并合成的萘酰亞胺類化合物具有良好的電性能，可作為電鍍銅(以酸性硫酸銅為電鍍液)的平整劑的應用。本專利技術的一個目的在于，提供一種結構新穎的萘酰亞胺類化合物。本專利技術所述的萘酰亞胺類化合物，為式Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1和R2分別獨立選自：C1～C6直鏈或支鏈的烷基、鹵(F、Cl、Br或I)代的C1～C6直鏈或支鏈的烷基、或中一種、且R1和R2中至少有一個為X為氧(O)或NR6，n為1或2，Y為鹵素(F、Cl、Br或I)；其中，Z為亞甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分別獨立選自C1～C4直鏈或支鏈的烷基中一種，R6為氫(H)或C1～C4直鏈或支鏈的烷基，a為1～20的整數，b為0～20的整數，曲線標記位為取代位(下同)。本專利技術另一個目的在于，揭示上述式Ⅰ所示化合物的一種用途，即式Ⅰ所示化合物作為酸性電鍍銅的平整劑的應用。此外，本專利技術還提供一種制備式Ⅰ所示化合物的方法，所述方法的主要步驟是：以4-Br-1,8-萘二甲酸酐(式Ⅱ所示化合物)為原料，分別與相應的胺(NH2R1)、鹵代物(PR1)或醇(HOR2)反應和季銨鹽化反應，得到目標物；其中，P為鹵素(F、Cl、Br或I)，R1和R2的定義與前文所述相同。附圖說明圖1.為化合物Ⅰ-2的循環伏安曲線。圖2.為化合物Ⅰ-3的循環伏安曲線。具體實施方式在本專利技術一個優選技術方案中，R1和R2分別獨立選自：C1～C6直鏈或支鏈的烷基、氟代的C1～C6直鏈或支鏈的烷基、或中一種、且R1和R2中至少有一個為X為氧(O)或NR6，n為1或2，Y為Cl、Br或I；其中，Z為亞甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分別獨立選自C1～C4直鏈或支鏈的烷基中一種，R6為氫(H)或C1～C4直鏈或支鏈的烷基，a為1～10的整數，b為0～10的整數。進一步優選的技術方案是：R1和R2分別獨立選自：C1～C6直鏈或支鏈的烷基、氟代的C1～C6直鏈或支鏈的烷基、或中一種、且R1和R2中至少有一個為X為氧(O)或NR6，n為1或2，Y為Cl、Br或I；其中，Z為亞甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分別獨立選自：甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或異丁基一種，R6為氫(H)或甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或異丁基，a為1～5的整數，b為0～5的整數。更進一步優選的技術方案是：R1和R2分別獨立選自下列基團中一種：甲基，正丁基，本專利技術提供的制備式Ⅰ所示化合物的方法，其主要步驟是：在有催化劑存在及50℃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種萘酰亞胺季銨鹽類化合物，其為式Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1和R2分別獨立選自：C1～C6直鏈或支鏈的烷基、鹵代的C1～C6直鏈或支鏈的烷基、或中一種、且R1和R2中至少有一個為X為氧或NR6，n為1或2，Y為鹵素；其中，Z為亞甲基或氧，R3,R4和R5分別獨立選自C1～C4直鏈或支鏈的烷基中一種，R6為氫或C1～C4直鏈或支鏈的烷基，a為1～20的整數，b為0～20的整數。

【技術特征摘要】
1.一種萘酰亞胺季銨鹽類化合物，其為式Ⅰ所示化合物：
式Ⅰ中，R1和R2分別獨立選自：C1～C6直鏈或支鏈的烷基、鹵代的C1～C6直鏈或支鏈的烷
基、或中一種、且R1和R2中至少有一個為X為氧或NR6，n為1或
2，Y為鹵素；
其中，Z為亞甲基或氧，R3,R4和R5分別獨立選自C1～C4直鏈或支鏈的烷基中一種，R6為氫
或C1～C4直鏈或支鏈的烷基，a為1～20的整數，b為0～20的整數。
2.如權利要求1萘酰亞胺季銨鹽類化合物，其特征在于，其中，Y為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王利民，吳岳，吳生英，徐杰，陳飚，王峰，王桂峰，田禾，王振炎，陳立榮，黃卓，
申請(專利權)人：華東理工大學，百合花集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31