烷醇鋁的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種可以通過金屬鋁和醇的固液反應(yīng)高效制備烷醇鋁的烷醇鋁的制備方法。本發(fā)明的烷醇鋁的制備方法包括混合醇和烷醇鋁來調(diào)制醇/烷醇鋁的重量比為5/95～85/15的混合液的工序（a）以及在選自鎵和銦中的至少一種的存在下，在混合液中使醇和金屬鋁反應(yīng)的工序（b）。
【專利說明】烷醇鋁的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利申請要求基于日本專利申請第2011-199430號(2011年9月13日申請)的巴黎公約上的優(yōu)先權(quán)，此處通過引用將上述申請所記載的全部內(nèi)容引入本說明書中。
[0002]本發(fā)明涉及烷醇鋁的制備方法。具體來說，本發(fā)明涉及通過金屬鋁和醇的固液反應(yīng)來制造烷醇鋁的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]烷醇鋁作為高純度氧化鋁的原料、有機(jī)合成催化劑、脫水縮合劑、表面處理劑、涂料、墨水、粘合劑等改良用添加劑、或疏水劑、功能性玻璃等被廣泛使用。
[0004]近年來，在顯示材料、能源、汽車、半導(dǎo)體、電腦這樣的被期予高度發(fā)展的領(lǐng)域內(nèi)，高純度氧化鋁的需求擴(kuò)大，需要高效制備作為其原料的烷醇鋁。
[0005]作為烷醇鋁的制備方法，公知的是使金屬鋁和醇發(fā)生固液反應(yīng)的制備方法。專利文獻(xiàn)I公開了，在鎵、銦或這些金屬的化合物中的至少一種相對于液相存在0.02~50ppm(金屬換算)的條件下發(fā)生固液反應(yīng)的方法。專利文獻(xiàn)2公開了，在催化劑不存在的情況下，作為金屬招使用直徑為2mm~IOOmm的粒狀招,在使用的醇中的含水量為2000ppm以下的條件下發(fā)生固液反應(yīng)的方法。
[0006]現(xiàn)有技 術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-25070號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開平6-172236號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]但是，專利文獻(xiàn)1、2所述的方法并不能高效制備烷醇鋁。所以，需要比以往的方法更聞效地制備燒醇招。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以通過金屬鋁和醇的固液反應(yīng)來高效制備烷醇鋁的烷醇鋁的制備方法。
[0012]本發(fā)明人等為了解決上述課題進(jìn)行了認(rèn)真研討。其結(jié)果得到新發(fā)現(xiàn)，即，在按規(guī)定比例含有烷醇鋁的混合液中，在催化劑的存在下使金屬鋁和醇發(fā)生固液反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)容易進(jìn)行，從而完成本發(fā)明。
[0013]SP，本發(fā)明包括以下構(gòu)成。
[0014](I)烷醇鋁的制備方法，其特征在于，包括工序(a)和(b)。
[0015]工序(a)為混合醇和烷醇鋁來調(diào)制醇/烷醇鋁的重量比為5/95~85/15的混合液的工序。
[0016]工序(b)為在選自鎵和銦中的至少一種的存在下，在混合液中使醇和金屬鋁反應(yīng)的工序。
[0017](2)如上述(I)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，使用含有選自鎵和銦中的至少一種的金屬鋁，進(jìn)行金屬鋁和醇的固液反應(yīng)。
[0018](3)如上述(I)或(2)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，烷醇鋁如下述式(i)所示。
[0019]Al (OR1) 3 ⑴
[0020]式中，R1分別獨(dú)立地為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
[0021](4)如上述(I)~(3)中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，醇如式(ii)所
/Jn ο
[0022]R2OH (ii)
[0023]式中，R2為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
[0024](5)如上述(I)或(2)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，烷醇鋁如式(iii)所示，且醇如式(iv)所示。
[0025]Al (OR3)3(iii)
[0026]R3OH(iv)
[0027]式中，R3為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
[0028](6)如上述(3)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，R1為異丙基。
[0029](7)如上述(4)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，R2為異丙基。
[0030](8)如上述(I)~(7)中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，工序(a)中混合液的調(diào)制在溫度10~70°C下進(jìn)行。
[0031](9)如上述(I)~(8)中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，工序(b)的反應(yīng)在溫度75~110°C下進(jìn)行。
[0032](10)如上述(I)~(9)中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中，金屬鋁的量相
對于混合液為I重量％~60重量％。
[0033](11)如(I)~(10)中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，還包括工序(C)。
[0034]工序(C)為從工序(b)中得到的混合物中回收烷醇鋁的工序。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明的制備方法可以高效制備烷醇鋁，所述制造方法為在醇和烷醇鋁的重量比為5/95~85/15的混合液中，在催化劑的存在下，使醇和金屬鋁反應(yīng)的制造方法。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的烷醇鋁的制備方法包括混合醇和烷醇鋁來調(diào)制混合液的工序(a)以及使醇和金屬鋁在催化劑的存在下反應(yīng)的工序(b)。
[0038](金屬鋁)
[0039]作為原料使用的金屬鋁的純度沒有特別限定，但例如，將通過本發(fā)明的制備方法得到的烷醇鋁作為純度99.99%以上的高純度氧化鋁的原料使用的情況下，優(yōu)選99.99%以上的高純度。若純度在上述范圍內(nèi)，則由于金屬鋁中的鐵、硅、銅、鎂等雜質(zhì)濃度相對于金屬鋁的總重量為IOOppm以下，因此不需要提純得到的烷醇鋁。
[0040]另外，對于發(fā)生固液反應(yīng)前的金屬鋁，選自鎵和銦的至少一種金屬相對于金屬鋁的總重量，優(yōu)選含有0.02~50ppm，更優(yōu)選含有0.1~40ppm，特別優(yōu)選含有0.5~20ppm。因此，可以在不向混合液中新添加催化劑，或者在添加量少的情況下進(jìn)行反應(yīng)。
[0041]作為金屬鋁的形狀，沒有特別限定，可以舉出例如鑄塊、小片、板、箔、線、粉末等。
[0042](烷醇鋁)
[0043]作為烷醇鋁，沒有特別限定，優(yōu)選使用與作為制備目標(biāo)的烷醇鋁同樣的化合物。作為烷醇鋁的例子，具體可以舉出下述式(i )表示的烷醇鋁等，其中，優(yōu)選異丙醇鋁。
[0044]Al (OR1) 3(i)
[0045]式中，R1分別獨(dú)立地為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中選出的至少一種基團(tuán)，其中，優(yōu)選異丙基，更優(yōu)選與下述式(ii)中的R2同樣的基團(tuán)。
[0046](醇)
[0047]作為形成混合液的醇，優(yōu)選碳數(shù)I~8的一元醇，其中，由于有碳鏈越長與金屬鋁的反應(yīng)性越低的可能性，因而更優(yōu)選下述式(ii)表示的醇，特別優(yōu)選異丙醇。
[0048]R2OH(ii)
[0049]式中，R2為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)，其中，優(yōu)選異丙基。
[0050]在不影響上述固液反應(yīng)的范圍內(nèi)，醇可以含有苯、甲苯等溶劑。
[0051]另外，含有醇的液體中可以含有丙酮等酮類，但是該酮類相對于含有醇的液體的總重量的含量在130ppm以下的范圍內(nèi)，并在不影響固液反應(yīng)的前提下優(yōu)選。
[0052](催化劑)
[0053]催化劑為選自鎵和銦中的至少一種。這些也可以作為化合物存在。作為鎵、銦的化合物，可以舉出例如甲醇鹽、乙醇鹽、異丙醇鹽等醇鹽化合物；苯醇鹽等芳醇鹽化合物；甲酸鹽、乙酸鹽等碳酸鹽化合物；乙酰丙酮化合物、氯化物等無水鹵化物?？梢詮倪@些催化劑中選擇單獨(dú)或混合使用在使用的醇或其他溶劑中有溶解度的催化劑。
[0054]< 工序(a)>
[0055]工序(a)中，醇/烷醇鋁以重量比5/95~85/15，優(yōu)選以5/95~80/20，更優(yōu)選以5/95~70/30混合醇和烷醇鋁，而得到混合液。
[0056]若重量比在上述范圍內(nèi)，則可以有效促進(jìn)固液反應(yīng)的進(jìn)行。
[0057]調(diào)制混合液時(shí)的醇和烷醇鋁的混合順序和混合方法沒有特別限定，根據(jù)需要可以在攪拌中進(jìn)行，也可以在加熱中進(jìn)行。
[0058]加熱混合液來調(diào)制的情況下，混合液的溫度優(yōu)選15~65°C，更優(yōu)選20~60°C。若溫度在上述范圍內(nèi)，則可以進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)。
[0059]<工序(b)>
[0060]工序(b)中，例如在按上述方法得到的混合液中放入金屬鋁，在催化劑的存在下，使醇和金屬鋁進(jìn)行固液反應(yīng)。
[0061]進(jìn)行固液反應(yīng)時(shí)，根據(jù)分批式或連續(xù)式等反應(yīng)方式、或期望的烷醇鋁的濃度的不同，醇和金屬鋁的使用量比不能一概而論，金屬鋁的量相對于混合液的總重量為I~70重量％，優(yōu)選1.5~65重量％，特別優(yōu)選1.5~60重量％。若金屬鋁的量在上述范圍內(nèi)，則可以進(jìn)一步促進(jìn)金屬鋁和醇的固液反應(yīng)，能夠更高效地制造烷醇鋁。
[0062]相對于與金屬鋁接觸的混合液中含有的Al的重量(其中，在鎵、銦的化合物的情況下，是通過金屬換算的值)，催化劑的含量優(yōu)選0.02~50ppm,更優(yōu)選0.1~40ppm。催化劑的含量若低于0.02ppm，則反應(yīng)促進(jìn)效果有不充分的情況，另一方面，若超過50ppm，則得到的烷醇鋁作為高純度氧化鋁等細(xì)陶瓷粉末的原料使用時(shí)，鎵、銦作為雜質(zhì)進(jìn)入最后產(chǎn)品，有產(chǎn)生使燒結(jié)性、光學(xué)特性惡化等問題的可能。
[0063]作為使催化劑在混合液中存在的方法，如果是能使混合液中的催化劑的濃度在上述范圍內(nèi)的方法，則沒有特別限制，但例如從更有效地在固液界面發(fā)揮促進(jìn)效果的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用以下方法:預(yù)先以混合分散或固溶等公知的方法含有催化劑，固液反應(yīng)時(shí)一邊使催化劑在混合液中分散或洗提，一邊使金屬鋁和醇反應(yīng)。
[0064]此外，考慮到從金屬鋁中洗提的量和直接向混合液中添加的量，需要的鎵和/或銦的量也可并用。
[0065]金屬鋁和醇的固液反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度，如果能使反應(yīng)進(jìn)行則沒有特別的限定，優(yōu)選75~110°C，更優(yōu)選80~100°C。尤其從促進(jìn)反應(yīng)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選在使用的混合液沸騰、回流的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
[0066]本發(fā)明還可以包 括從通過上述工序(b)得到的混合物中回收烷醇鋁的工序。
[0067]實(shí)施例
[0068]以下，舉實(shí)施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不被以下實(shí)施例限定。
[0069](實(shí)施例1)
[0070]向帶有回流冷凝器的2升可分離型燒瓶中，添加使異丙醇(A)和異丙醇鋁(B)按重量比(A/B) 15/85混合而成的混合液100重量份。
[0071]接著，將下端裝有攪拌用轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉，被聚四氟乙烯覆蓋了的軸體的外周面安裝了聚四氟乙烯管的2.3重量份的鋁片(大小:直徑約16.5mmX長度約40mm，純度:99.999%，Ga/Al=2.0ppm)放入溶液中，一邊使鋁片繞軸以200rpm攪拌，一邊在醇混合液的沸騰回流下(約84°C)反應(yīng)630分鐘。隨著反應(yīng)的進(jìn)行確認(rèn)到氫氣的生成和鋁的溶解。
[0072]反應(yīng)630分鐘后，取出鋁片時(shí)，結(jié)果鋁片的溶解量為36.2%。
[0073](實(shí)施例2)
[0074]混合液中的異丙醇和異丙醇鋁的重量比設(shè)為60/40，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為717分鐘之外，進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的操作。
[0075]反應(yīng)717分鐘后，取出鋁片，結(jié)果鋁片的溶解量為20.6%。
[0076](實(shí)施例3)
[0077]除了混合液中異丙醇和異丙醇鋁的重量比設(shè)為55/45，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為716分鐘之外，進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的操作。
[0078]反應(yīng)716分鐘后，取出鋁片時(shí)，鋁片的溶解量為14.7%。
[0079](實(shí)施例4)[0080]除了混合液中異丙醇和異丙醇鋁的重量比設(shè)為50/50，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為715分鐘之外，進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的操作。
[0081]反應(yīng)715分鐘后，取出鋁片，結(jié)果鋁片的溶解量為16.0%。
[0082](比較例I)
[0083]混合液中異丙醇和異丙醇鋁的重量比設(shè)為100/0，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為716分鐘之外，進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的操作?；緵]有確認(rèn)到氫氣的生成。
[0084]反應(yīng)716分鐘后，取出鋁片`，結(jié)果鋁片的溶解量為0.0%。
【權(quán)利要求】
1.一種烷醇鋁的制備方法，其特征在于，包括工序(a)和工序(b)， 工序(a)為混合醇和烷醇鋁來調(diào)制醇/烷醇鋁的重量比為5/95~85/15的混合液的工序； 工序(b)為在選自鎵和銦中的至少一種的存在下，在混合液中使醇和金屬鋁反應(yīng)的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 使用含有選自鎵和銦中的至少一種的金屬鋁，進(jìn)行金屬鋁和醇的固液反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 烷醇鋁如下述式(i)所示， Al (OR1) 3⑴ 式中，R1分別獨(dú)立地為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 醇如式(ii)所示， R2OH (ii)` 式中，R2為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 燒醇招如式(iii)所示，且醇如式(iv)所示， Al (OR3)3(iii) R3OH(iv) 式中，R3為選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、新丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、新己基、正庚基、異庚基、新庚基、正辛基、異辛基和新辛基中的至少一種基團(tuán)。
6.如權(quán)利要求3所述的烷醇鋁的制備方法，其中，R1為異丙基。
7.如權(quán)利要求4所述的烷醇鋁的制備方法，其中，R2為異丙基。
8.如權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 工序(a)中，混合液的調(diào)制在溫度10~70°C下進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求1~8中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 工序(b)的反應(yīng)在溫度75~110°C下進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1~9中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，其中， 金屬招的量相對于混合液為I重量％~60重量％。
11.如權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的烷醇鋁的制備方法，還包括工序(C)， 工序(c)為從工序(b)中得到的混合物中回收烷醇鋁的工序。
【文檔編號】C07C31/32GK103781750SQ201280044350
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】奧迫顯仙, 表上亞由美, 藤原進(jìn)治 申請人:住友化學(xué)株式會(huì)社