基供體。這使之有可能實(shí)現(xiàn)化合物(A)的特別高的產(chǎn)率。
[0044]優(yōu)選的是將該銦和該烷基供體順序地添加到反應(yīng)容器中。更優(yōu)選地,首先最初將 銦和活化劑裝入并且然后添加該烷基供體。這意外地導(dǎo)致高產(chǎn)率并且額外地降低了設(shè)備的 復(fù)雜性。因此,有可能簡(jiǎn)單地將銦和活化劑稱量至該反應(yīng)器中。隨后,可以按一種受控制的 方式添加該烷基供體。
[0045] 該烷基供體向該銦中的添加優(yōu)選地通過氣態(tài)烷基供體的受控連續(xù)引入來將該烷 基供體提供至該反應(yīng)中來實(shí)現(xiàn),該烷基供體優(yōu)選在標(biāo)準(zhǔn)條件下處于氣態(tài)的形式(MeCl的沸 點(diǎn)是_24°C,EtCl的沸點(diǎn)為12°C)。
[0046] 在引入的期間,在該反應(yīng)的過程中,優(yōu)選盡可能多的不斷地補(bǔ)充已經(jīng)消耗的烷基 供體,使得(正)反應(yīng)壓力保持恒定。該控制例如通過將一個(gè)壓力傳感器與一個(gè)計(jì)量閥相聯(lián) 自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。
[0047] 任選地,該烷基供體可以通過使其冷凝來添加。如果使該烷基供體冷凝,在添加過 程中的溫度有利地低于〇°C。更優(yōu)選地,在該烷基供體的添加過程中不超過_20°C的溫度。優(yōu) 選的是在該烷基供體的添加過程中從外部進(jìn)行冷卻。優(yōu)選地,該烷基供體的添加是通過在 低于0°C的溫度下,進(jìn)一步優(yōu)選在_260°C至_20°C(用液氮或干冰冷卻)的溫度下使其冷凝來 實(shí)現(xiàn)。這些數(shù)據(jù)僅應(yīng)用在通過使其冷凝來進(jìn)行的該烷基供體的添加中,冷凝是任選的。該烷 基供體優(yōu)選地在減壓下在優(yōu)選低于lhPa、優(yōu)選低于0.1 hPa并且更優(yōu)選在不大于5X l(T2hPa 的殘余氣體壓力下冷凝。隨后對(duì)該反應(yīng)混合物的加熱在該反應(yīng)容器中建立了最高達(dá)15bar、 尤其0.2至1.5MPa、優(yōu)選0.5至IMPa并且甚至更優(yōu)選在0.6與IMPa之間的表壓,只有當(dāng)該烷基 供體被冷凝時(shí)這些條件才是可取的。
[0048] 優(yōu)選地,該烷基供體以氣態(tài)的形式被引入至該反應(yīng)器中。如果該烷基供體的添加 通過注入或連續(xù)引入來實(shí)現(xiàn),則所需要的烷基供體的總量通常不從一開始添加,就如當(dāng)它 被冷凝時(shí)的情況一樣;反而,烷基供體被永久地計(jì)量至銦-活化劑混合物中直到轉(zhuǎn)化完全。
[0049] 然而,任選地,還可將該烷基供體以液體的形式引入至該反應(yīng)器中。這可能在工業(yè) 規(guī)模上是有利的,這是因?yàn)榧热宦燃淄楹吐纫彝橛绕涫亲鳛橐夯瘹怏w銷售的,那么不需要 對(duì)烷基氯儲(chǔ)槽進(jìn)行外部加熱或汽化器單元來維持一個(gè)穩(wěn)定的該烷基供體的氣體壓力。則可 以在壓力下直接地從該液化氣體槽中計(jì)量該液態(tài)的烷基供體。在該反應(yīng)器中,該烷基供體 由于存在的反應(yīng)條件而立即蒸發(fā),并且因此與氣態(tài)烷基供體的反應(yīng)在該反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0050] 通過引入或注入進(jìn)行的該烷基供體的添加通常在或大于20°C的溫度下開始。在一 個(gè)實(shí)施例中,該反應(yīng)器中的銦或銦-活化劑混合物在開始添加該烷基供體時(shí)處于液體的形 式。由于純銦具有156.6°C的熔點(diǎn),那么該添加在156°C或更大的溫度下進(jìn)行。由于該活化劑 的存在可以降低最初裝入的銦混合物的熔點(diǎn),在低于156°C下該混合物也可能已經(jīng)是液態(tài)。 這意味著在這個(gè)實(shí)施例中,銦以及活化劑被最初裝入并且在該反應(yīng)器中被加熱直到該混合 物是液體,并且然后開始引入該烷基供體。任選地,還可以首先將銦最初裝入該反應(yīng)器中, 然后加熱直到該銦處于液體的形式,然后可以將該活化劑加入并且可以開始添加該烷基供 體。
[0051] 在另一個(gè)實(shí)施例中,將該烷基供體(例如甲基氯)在室溫下傳遞至該反應(yīng)器中并且 然后加熱至所希望的反應(yīng)溫度,該反應(yīng)器包含最初裝入的銦-活化劑混合物,在加熱過程中 繼續(xù)引入烷基供體。
[0052]在開始添加該烷基供體之后,加熱該反應(yīng)混合物。為了避免副反應(yīng)并且也為了經(jīng) 濟(jì)原因,優(yōu)選地此處溫度不超過250°C,優(yōu)選地不超過235°C。在反應(yīng)溫度大于235°C下,可以 觀察到逐步的熱分解,這可能形成作為一種分解產(chǎn)物的銦。優(yōu)選的是加熱到至少150°C、進(jìn) 一步優(yōu)選至少170°C并且更優(yōu)選180°C的溫度,以便能夠特別完全地轉(zhuǎn)化成化合物(A)。因 此,不論該烷基供體的添加方式如何,反應(yīng)溫度在從約150°C至約250°C、或從170°C至235 °C、或從180°C至230°C的范圍內(nèi)。
[0053]反應(yīng)步驟al)可以在惰性氣體諸如氬氣或氮?dú)庀逻M(jìn)行。然而,有可能在沒有附加的 惰性氣體的純烷基供體(例如甲基氯或乙基氯)的氣氛中進(jìn)行該反應(yīng),這具有優(yōu)勢(shì)。
[0054] 通常,在所限定的恒壓下添加該烷基供體,例如在Ibar至4.5bar、或在1.5bar至 4bar的表壓下(絕對(duì)壓力:2bar至5.5bar或2.5bar至5bar)。這里的步驟可以是限定烷基供 體(g卩,例如乙基氯或甲基氯)的某一表壓,例如3.5bar。通過一個(gè)流量調(diào)節(jié)器,總是將與消 耗的一樣多的烷基供體(即,例如乙基氯或甲基氯)補(bǔ)充到該反應(yīng)器中,使得該反應(yīng)器中的 壓力保持大致恒定,即,例如在4.5bar下(或在3.5bar下的表壓)。如果不再有烷基供體(即, 例如乙基氯或甲基氯)的消耗,則該反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束。
[0055] 在該反應(yīng)的過程中,添加一種活化劑。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道活化劑是什么 意思,即典型地以小的量有助于加速該反應(yīng)和轉(zhuǎn)化的化合物。合適的活化劑通常是路易斯 酸,例如銦鹵化物InX 3(其中X可以是氯、溴或碘)、三氯化銦(InCl3)、三氯化鋁(AlCl3)、氯化 銅(CuCl 2)、氯氣Cl2、氯化氫HCl、氯化鐵FeCl3、(PtCl4)2-、PdCl 2,氧化物類諸如In20、Ti02、 Ni02、Fe2〇3或[PnBu4][InCl4]。預(yù)期的是更低價(jià)的銦(I)化合物(諸如InCl)由銦金屬和所使 用的路易斯酸原位形成,并且然后這些化合物與該烷基供體以氧化加成方式反應(yīng)。
[0056] 然而,根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)該活化劑不是一種銦鹵化物InX3(其中X可以是氯、溴或碘), 不是氯氣Cl 2、氯化氫HC1、氫氣Η2、氯化鐵?6(:13、(?比14)2-、?(1(:1 2、三氯化銦(111(:13)、三氯化 鋁(AlCl3)或氯化銅(CuCl 2),并且不是一種氧化物,尤其In20、Ti02、Ni02或Fe 2O3時(shí),這是有 利的。
[0057]然而,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),出人意料地,烷基銦倍半氯化物(R3In2Cl3)、二烷基銦氯化物 (R2InCl )、烷基銦二氯化物(RInCl2)、在一種與銦鹵化物InX3(其中X可以是氯、溴或碘)諸如 具體為三氯化銦(InCl 3)的混合物中的三烷基銦(R3In)、以及其混合物同樣可以被使用并且 甚至是更合適的。這具有的優(yōu)點(diǎn)為沒有除銦外的其他金屬存在于該系統(tǒng)中,這些金屬在隨 后的階段將導(dǎo)致難除掉的雜質(zhì)。在使用烷基銦倍半氯化物產(chǎn)物本身作為一種活化劑的情況 下,一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是:那么有可能在一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)方案中,利用在該反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn) 物的殘余物來用于下一批的活化,并且除了銦和該烷基供體外不需要附加的化學(xué)品并且可 以半連續(xù)地進(jìn)行化合物(A)的制備。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見的是,也有可能使用其 他烷基銦鹵化物,包括烷基銦倍半鹵化物、二烷基銦鹵化物、烷基銦二鹵化物及其混合物, 其中該鹵化物選自F、Br以及I。然而,更優(yōu)選地,該鹵化物為氯化物。因此該活化劑優(yōu)選地選 自二烷基銦氯化物(R 2InCl )、烷基銦二氯化物(RInCl2)、在一種與銦鹵化物InX3(其中X可以 是氯、溴或碘)的混合物中的三烷基銦(R 3 In)尤其三氯化銦(InCl3 )、以及其混合物,其中R是 如以上定義的。也可能使用混合物。
[0058]在本發(fā)明的一種配置中,在開始添加該烷基供體之前將該活化劑添加至該銦中。 該活化劑的用量?jī)?yōu)選地使銦與活化劑的摩爾比為至少4:1,進(jìn)一步優(yōu)選為至少5 :1,優(yōu)選至 少6:1并且甚至更優(yōu)選地超過8:1。如果活化劑的量太高,則存在向化合物A的不完全轉(zhuǎn)化的 風(fēng)險(xiǎn)。銦與活化劑的摩爾比優(yōu)選地為至多300:1,更優(yōu)選地為至多250:1并且甚至更優(yōu)選地 為至多200:1。因此,特別有利的銦與活化劑的摩爾比是在>100:1、即約110:1、130:1或140: 1的范圍內(nèi)。當(dāng)活化劑的量太少時(shí),風(fēng)險(xiǎn)可能為該活化劑的作用不再充分。摩爾比應(yīng)理解為 意指銦的摩爾量與活化劑的摩爾量的比例。不同的活化劑具有不同的與銦的最佳摩爾比, 這可以用簡(jiǎn)單的方式在一些手動(dòng)測(cè)試中確定;例如,有可能以相對(duì)于銦為10:1的比例一起 使用三氯化銦與三甲基銦;相反,在使用甲基銦倍半氯化物的情況下,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在約20:1的 范圍內(nèi)的比例是有效的。
[0059] 還可能使用兩種化合物,這兩種化合物首先彼此反應(yīng)以得到作為活化劑的實(shí)際上 活化的化合物,例如三氯化銦和三甲基銦,這兩種化合物彼此反應(yīng)以得到銦倍半氯化物,然 后該銦倍半氯化物充當(dāng)活化劑。在這種情況下,該摩爾比當(dāng)然基于作為活化劑有效的化合 物銦倍半氯化物而不基于其三氯化銦以及三甲基銦起始物質(zhì)。
[0060] 意外的是,根據(jù)本發(fā)明的方法有可能甚至在不存在有機(jī)溶劑的情況下達(dá)到化合物 (A)的高產(chǎn)率。因此可能在銦與該烷基供體形成化合物(A)的反應(yīng)中無需有機(jī)溶劑。根據(jù)本 發(fā)明,有機(jī)溶劑應(yīng)當(dāng)理解為意謂含碳液體物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明,不存在有機(jī)溶劑被理解為意謂 沒有另外地使用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)。這具有以下益處:使由該溶劑的部分分解所引起 的化合物(A)的任何可能的有機(jī)污染得以避免。另外,這允許以一種對(duì)環(huán)境更負(fù)責(zé)的方式進(jìn) 行該方法。此外,在步驟a 1)中不存在有機(jī)溶劑的情況下,意外地記錄下特別高的反應(yīng)選擇 性。
[0061 ]步驟al)中的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選地介于10分鐘與30小時(shí)之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),關(guān)于化合物 (A)的產(chǎn)率特別有利的反應(yīng)時(shí)間是至少15分鐘,進(jìn)一步優(yōu)選至少30分鐘并且甚至進(jìn)一步優(yōu) 選至少40分鐘。反應(yīng)時(shí)間更優(yōu)選地為至多28小時(shí),進(jìn)一步優(yōu)選地為至多12小時(shí)。反應(yīng)時(shí)間過 長導(dǎo)致一種成本極高并且不經(jīng)濟(jì)的方法。
[0062] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的所有的實(shí)施例中,在反應(yīng)步驟al)中進(jìn)行了以示意形式表 示的以下反應(yīng):
[0063] 2 ln+3 RCl^R3In2Cl3
[0064] 反應(yīng)步驟a2):
[0065] 化合物(A)的分離(根據(jù)本發(fā)明,此為可任選的)優(yōu)選地包括揮發(fā)性成分從反應(yīng)容 器中存在的反應(yīng)混合物分離和/或選自化合物(A)從該反應(yīng)混合物升華和化合物(A)從反應(yīng) 容器機(jī)械移出的方法步驟。一種機(jī)械移出的簡(jiǎn)單的變體可以被認(rèn)為是排出處于液態(tài)的產(chǎn) 品。
[0066] 術(shù)語"分離"或"分離出"涵蓋通過從反應(yīng)容器移出特定所希望的反應(yīng)產(chǎn)物,或從反 應(yīng)混合物去除掉除反應(yīng)產(chǎn)物外的其他化合物這樣使得僅有該反應(yīng)產(chǎn)物保留在反應(yīng)容器中, 來將該反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)容器中存在的反應(yīng)混合物分離。
[0067] 在一個(gè)實(shí)施例中,通過從該反應(yīng)容器中取出來分離化合物(A),這可以在諸如一個(gè) 勺子、刮勺、刮刀等的幫助下進(jìn)行以液態(tài)排放是一種非常簡(jiǎn)單的方法,這可以通過例如通過 一個(gè)合適的閥或通過利用正壓力進(jìn)行排放以將該液體轉(zhuǎn)移至一個(gè)容器中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對(duì)于 該化合物(A)的純度特別有利的是,首先從存在于該反應(yīng)容器中的混合物中分離揮發(fā)性二 次成分,尤其烷基供體諸如仍然存在的RCl,即例如甲基氯或乙基氯,并且僅隨后從該反應(yīng) 容器中取出該化合物(A)。優(yōu)選通過應(yīng)用真空來分離揮發(fā)性二次成分,尤其是仍然存在的烷 基供體RCl。在這種情況下,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有用的是具有低于lhPa、進(jìn)一步優(yōu)選低于0.1 hPa的殘 余氣體壓力的真空。
[0068] 任選地,該化合物(A)的分離之后可以是對(duì)該化合物(A)進(jìn)行純化的另外的步驟, 適合于對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行純化的方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。然而,優(yōu)選地根據(jù)本發(fā) 明,通過特定工藝方案和本發(fā)明的反應(yīng)物,甚至在無另外的純化步驟的情況下也達(dá)到該化 合物(A)的足夠高的純度。因此,根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地,除了從化合物(A)中優(yōu)選的分離即從該 反應(yīng)容器中分離揮發(fā)性二次成分并且取出化合物(A)之外,不需要另外的步驟來純化該化 合物(A)。
[0069] 在一個(gè)實(shí)施例中,在化合物(A)的分離過程中,存在僅不完全地從該反應(yīng)容器中取 出反應(yīng)產(chǎn)物。在添加另外的銦并且另外添加作為活化劑的烷基供體之后,保留在該反應(yīng)容 器中的化合物(A)的殘余物,用于在下一批中進(jìn)一步制備化合物(A)。
[0070] 在替代性實(shí)施例中,不從反應(yīng)混合物中分離出化合物(A)。在此類實(shí)施例中,包括 化合物(A)的反應(yīng)混合物被直接地用于制備含銦前體尤其化合物(B)或(C)。在這些實(shí)施例 中,用于制備優(yōu)選地化合物(B)或(C)的另外的反應(yīng)步驟由此直接地在反應(yīng)步驟al)后進(jìn)行, 無需從該反應(yīng)混合物中分離出化合物(A),即,無反應(yīng)步驟a2)。這允許一種甚至更快速的制 備含銦前體的工藝方案。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以優(yōu)選至少70%,另外優(yōu)選至少75%,甚至另外優(yōu)選至少 79 %并且極其優(yōu)選至少85 %并且甚至更優(yōu)選超過90 %,并且甚至更優(yōu)選超過95 %的產(chǎn)率來 制備化合物(A)。本發(fā)明所給出的產(chǎn)率數(shù)字始終是基于理論產(chǎn)率的。
[0072]根據(jù)本發(fā)明制備的化合物(A)的純度優(yōu)選為至少95%,更優(yōu)選為至少98%,并且甚 至更優(yōu)選超過99%。因此,在所制備的化合物(A)中存在優(yōu)選不超過5%,更優(yōu)選不超過2% 并且另外優(yōu)選低于1 %的雜質(zhì),即,不想要的物質(zhì)。
[0073] 由根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的一種優(yōu)選的化合物(A)選自甲基銦倍半氯化物 (MesImCh),如以上所描述的,甲基銦倍半氯化物還可以被認(rèn)為是一種Me2lnCl和MeInCh的 混合物,以及乙基銦倍半氯化物(Et 3In2Cl3),如以上所描述的,乙基銦倍半氯化物還可以被 認(rèn)為是一種Et2InCl和Et InCl2的混合物。最優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的方法適合于制備 Me3ln2Cl3〇
[0074] 2.進(jìn)一步處理該化合物(A)以得到含銦前體
[0075] 通過以上描述的方法獲得的化