CN109843895A - 含有铝合金的组合物及其制备方法以及三烷基铝的制备方法 - Google Patents
含有铝合金的组合物及其制备方法以及三烷基铝的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及粒子状铝合金和含有该铝合金的组合物的制备方法,所述制备方法包括在烃溶剂中将铝合金在有机铝化合物的存在下粉碎的工序;三烷基铝的制备方法;三烷基铝的制备方法,所述制备方法包括在含氮有机化合物的存在下使铝‑镁合金与卤代烷反应来得到含有三烷基铝的反应产物的工序。本发明提供含有粒子状铝合金的高活性且低粘度的组合物,和该含有粒子状铝合金的组合物的制备方法;使铝‑镁合金与卤代烷反应的三烷基铝的简便的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及粒子状铝合金和含有该粒子状合金的组合物。此外,本发明还涉及含有上述粒子状合金的组合物的制备方法、使用含有上述粒子状合金的组合物的三烷基铝的制备方法。
用上述制备方法制备的三烷基铝为强的路易斯酸,是用于有机合成用催化剂或聚烯烃合成中的助催化剂及其原料的有用化合物。此外,还可用作发光元件、太阳能电池等的半导体的原料。
关联申请的相互参照
本申请主张2016年10月20日申请的日本特愿2016-205712号和2017年2月22日申请的日本特愿2017-030968号的优先权,它们的全部内容作为特别公开引用于本文中。
背景技术
铝合金被用于有机铝化合物的合成。在专利文献1中,有可以由具有特定组成的铝合金合成三烷基铝的记载(专利文献1)。铝合金在粉碎(干式粉碎)后作为粉末被用于三烷基铝的合成。在专利文献1中没有关于粉碎方法和所得到的合金粉末的粒径的记载。
在将如铝-镁合金之类的铝合金粉末用于三烷基铝等有机铝化合物的合成的情况下,以反应性高的观点认为优选为微粒。但是,越是制成微粒,粉尘爆炸的危险性就越增大。
在专利文献2中记载了使用球磨机或振动磨将铝合金干式粉碎的方法。在粉碎后,用筛进行分级来得到75μm~250μm的合金粒子。若考虑规避粉尘爆炸的危险性,则推测通过干式粉碎得到的合金粒子的粒径在专利文献1中也为相同的范围。
此外,若着眼于专利文献1中公开的三烷基铝的具体的合成反应,则记载了由铝-镁合金和溴甲烷以60~75%的收率得到三甲基铝。但是,关于反应性比溴代烷差的氯代烷,虽然有可由氯乙烷合成三乙基铝的实施例,但没有收率的记载,没有由氯甲烷合成三甲基铝的实施例的记载。
在专利文献3中记载了三烷基铝的制备方法,所述方法在制备铝-镁合金时需要将熔融状态的合金冷却凝固的操作,使用特定的无定形均匀组成的合金。但是,在使通常的X射线衍射中具有多种结晶结构谱的铝-镁合金与氯甲烷反应的情况下,需要长时间的反应,并且高收率地得到三甲基铝是困难的。
在专利文献2中记载了使用铝-镁合金的三烃基铝的制备方法,所述铝-镁合金使用研磨介质进行了粉碎处理。记载了通过使用在反应中使用研磨介质进行搅拌或以特定的转数进行高速旋转的匀化器进行反应,得到比利用通常的搅拌的反应优异的结果。但是,在反应中不使用研磨介质的情况下,即使是将骤冷固化来制作的铝-镁合金粉碎得到的粉碎物,也难以利用与氯甲烷的反应来高收率地得到三甲基铝。
专利文献1:美国专利第2744127号公报
专利文献2:日本专利第4309478号公报
专利文献3:日本专利第3580618号公报
专利文献1~3的全部内容作为特别公开引用于本文中。
发明内容
发明所要解决的课题
<本发明的第1个层面>
若只是专利文献2中记载的将铝合金使用球磨机等粉碎装置的干式粉碎,则难以容易(安全)并且有效地得到只是小粒径的铝合金。另外,为了得到75μm~250μm的合金微粒,需要粉碎后的分级。
本发明的第1个层面的第1目的在于,提供不需要粉碎后的分级,而可安全并且容易地得到更微细的粒子状铝合金的方法,和比用干式粉碎得到的粒子更微细的粒子状铝合金。
作为铝合金的粉碎法,可有干式粉碎和湿式粉碎。本发明人为了达成上述目的,代替专利文献2中记载的干式粉碎,尝试了湿式粉碎。但是,查明含有铝合金的浆料状(浆状)的组合物随着该合金的小粒径化,粘度极度升高,向装置的粘着或对管道等的堵塞更为严重。本发明的更具体的课题在于:解决湿式粉碎中的上述问题,提供可调制更微细的粒子状铝合金的方法,并利用该方法提供更微细的粒子状铝合金。
此外,本发明的第1个层面的第2目的在于,提供使用如上所述得到的微细的粒子状铝合金的烷基铝的制备方法。在目前的方法中,作为原料的粒子状铝合金的粒径大,从铝合金的收率(铝的回收率)不高。
在专利文献2中,记载了使用利用干式粉碎得到的铝合金粉末(粉体),通过与氯甲烷等卤代烷反应,制备烷基铝。在该方法中,在反应时在反应装置内插入研磨介质进行搅拌操作。但是,因利用研磨介质对反应容器内壁面的局部物理性研磨造成的损伤或破损等而对反应容器的负担大,在安全层面也存在课题(问题)。另外,在进行该反应时,在反应装置内不插入研磨介质而只进行搅拌操作的情况下,无法高收率地取得作为目标的烷基铝,依然存在容易并且安全地、高收率地得到目标物的课题。
本发明的第1个层面的第3目的在于,提供使用粒子状铝合金和氯甲烷等卤代烷的烷基铝的制备方法,所述方法在与卤代烷的反应中不需要粉碎而可高收率地制备烷基铝。
<本发明的第2个层面>
关于使用铝-镁合金和卤代烷的三烷基铝的合成,如上所述,难以容易并且高效地得到目标物。其原因在于:通常的具有多种结晶结构的铝-镁合金的活性比无定形均匀组成的铝-镁合金低。另外,还可列举出廉价且容易获取的氯代烷的反应性比溴代烷差的问题。
由于无定形均匀组成的铝-镁合金需要将熔融状态的合金冷却凝固的特殊工序,所以工业规模下的获取本身也困难,需要可应用广泛的铝-镁合金的三烷基铝的制备方法。
在反应时在反应装置内插入研磨介质进行搅拌操作,因利用研磨介质对反应容器内壁面的局部物理性研磨造成的损伤或破损等而对反应容器的负担大,在安全层面也存在课题。另外,在进行该反应时,在反应装置内不插入研磨介质而只进行搅拌操作的情况下,无法高收率地取得作为目标的三烷基铝,依然存在容易并且安全地、高收率地得到目标物的课题。
本发明的第2个层面所涉及的目的在于,提供使用铝-镁合金和氯甲烷等卤代烷的三烷基铝的制备方法,所述方法在与卤代烷的反应中不需要粉碎,可简便并且高收率地制备三烷基铝。
用于解决课题的手段
对于本发明的第1个层面,本发明人进行深入研究,结果发现,在烃溶剂中粉碎含有铝的金属时,通过共存有机铝化合物,含有铝的金属浆料的粘度降低,可比目前更微细地粉碎粒子状金属,此外,由于粘度降低,所以在粉碎中没有向粉碎装置的粘着或管道等的堵塞,可稳定地粉碎,从而完成了本发明。
本发明涉及:将铝合金在烃溶剂和有机铝化合物的共存下粉碎,制备含有微细的粒子状铝合金的组合物的方法,和含有利用该方法得到的微细的粒子状铝合金的组合物。
此外,还涉及使用如上所述得到的微细的粒子状铝合金作为原料的烷基铝的制备方法。
对于本发明的第2个层面,本发明人进行了各种研究,结果发现,在使用铝-镁合金和卤代烃制备三烷基铝的方法中,通过在铝-镁合金与卤代烃的反应中共存含氮有机化合物,可容易并且安全地、高效地得到三甲基铝,从而完成了本发明。
即,本发明涉及通过在含氮有机化合物的存在下使铝-镁合金与卤代烃反应来得到三烷基铝的制备方法。
本发明如下所示。
[1] 组合物,所述组合物含有:中位径为50μm以下的粒子状铝合金、烃溶剂和下述通式(1)所表示的有机铝化合物。
[化学式1]
(式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化(支链)的烷基、芳基或卤素原子。)
[2] [1]所述的组合物,其中,上述通式(1)所表示的有机铝化合物为选自三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝和乙基二氯化铝的至少1种。
[3] [1]或[2]所述的组合物,其中,相对于1mol的铝合金的铝,上述通式(1)所表示的有机铝化合物的含量为0.0001mol以上且0.5mol以下的范围。
[4] [1]~[3]中任一项所述的组合物,其中,上述烃溶剂为选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。
[5] [1]~[4]中任一项所述的组合物,其中,上述烃溶剂为正十二烷。
[6] [1]~[5]中任一项所述的组合物,其中,上述组合物中含有的粒子状铝合金的中位径为20μm以下。
[7] 含有粒子状铝合金的组合物的制备方法,所述制备方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和上述通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎,得到[1]~[6]中任一项所述的组合物的工序。
[8] [7]所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝合金的铝,上述浆料中的通式(1)所表示的有机铝化合物的含量为0.0001mol以上且0.5mol以下的范围。
[9] [7]或[8]所述的制备方法,其中,上述粉碎用砂磨机或匀化器实施。
[10] 粒子状铝合金的制备方法,所述制备方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和下述通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎,来调制含有粒子状铝合金的浆料,从所调制的浆料中回收粒子状铝合金。
[化学式2]
(式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化的烷基、芳基或卤素原子。)
[11] [10]所述的制备方法,其中,上述粒子状铝合金的中位径为50μm以下。
[12] [10]或[11]所述的制备方法,其中,上述通式(1)所表示的有机铝化合物为选自三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝和乙基二氯化铝的至少1种。
[13] [10]~[12]中任一项所述的制备方法,其中,上述烃溶剂为选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。
[14] [10]~[13]中任一项所述的制备方法,其中,上述烃溶剂为正十二烷。
[15] [10]~[14]中任一项所述的制备方法,其中,上述粉碎用砂磨机或匀化器实施。
[16] [10]~[15]中任一项所述的制备方法,其中,利用上述浆料组合物的烃溶剂清洗除去有机铝化合物,接着从清洗后的浆料组合物中除去烃溶剂,由此来实施上述粒子状铝合金的回收。
[17] [10]~[16]中任一项所述的制备方法,其中,上述粒子状铝合金相对于1重量份的铝合金加入3重量份的正十二烷而得到的浆料的粘度为14cP以下。
[18] 制备方法,所述制备方法利用铝合金与卤代烷的反应来制备三烷基铝,其中,
作为上述铝合金,使用[1]~[6]所述的组合物的粒子状铝合金或用[10]~[17]所述的制备方法得到的粒子状铝合金。
[19] [18]所述的制备方法,其中,上述卤代烷为氯甲烷。
[20] [18]或[19]所述的制备方法,其中,上述三烷基铝为三甲基铝。
[21] 三烷基铝的制备方法,所述制备方法包括:在含氮有机化合物的存在下使铝-镁合金与卤代烷反应,得到含有三烷基铝的反应产物的工序(1)。
[22] [21]所述的制备方法,所述制备方法进一步包括:工序(1)中的反应产物含有二烷基铝卤化物,并且将上述反应产物提供给脱氯还原反应,将二烷基铝卤化物转化为三烷基铝的工序(2)。
[23] [21]或[22]所述的制备方法,其中,在工序(1)中,使选自烷基铝化合物、碘、溴和卤代化合物的至少1种的添加剂共存。
[24] [23]所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝-镁合金中的铝,上述添加剂的添加量为0.01mol以上且0.3mol以下的范围。
[25] [21]~[24]中任一项所述的制备方法,其中,上述含氮有机化合物为选自胺化合物、含有氮原子的杂环式化合物和酰胺化合物的1种或2种以上的化合物。
[26] [25]所述的制备方法,其中,上述胺化合物为仲胺化合物或叔胺化合物。
[27] [25]所述的制备方法,其中,上述含有氮原子的杂环式化合物为不饱和杂环式化合物。
[28] [21]~[27]中任一项所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝-镁合金中的铝,上述含氮有机化合物的含量为0.001mol以上且0.2mol以下的范围。
[29] [23]~[28]中任一项所述的制备方法,其中,上述烷基铝化合物为二烷基铝卤化物。
[30] [21]~[29]中任一项所述的制备方法,其中,上述卤代烷为卤代甲烷。
[31] [21]~[29]中任一项所述的制备方法,其中,上述卤代烷为氯甲烷,三烷基铝为三甲基铝。
发明效果
根据本发明的第1个层面,可取得作为有机铝化合物的原料有用的高活性的铝合金和含有该金属的组合物。
此外,根据本发明,可在与卤代烷的反应中不需要粉碎而高收率地制备烷基铝。
根据本发明的第2个层面,可使用通常可获取的普通的铝-镁合金,另外,可不采用如在反应中使用研磨介质之类的特殊制备方法而简便地制备三烷基铝。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,对用于实施发明的第1个层面的方式(第1实施方式)进行说明。
<<粒子状铝合金组合物的制备方法>>
本实施方式的制备方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎的工序。
[化学式3]
(式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化的烷基、芳基或卤素原子。)
在本实施方式的制备方法中,使用铝合金、烃溶剂和有机铝化合物作为原料。
如果铝合金是在粉碎时在粉碎装置内不堵塞的程度的粒径的铝合金,则可利用市售品或用公知的方法制备的制品。具体而言,粉碎前的铝合金的平均粒径只要是不引起在粉碎中堵塞粉碎装置的筛网等问题的粒径以下即可,例如以中位径计只要是500μm以下即可。
在本说明书中,中位径意指粒度分布数据中的与累积%的分布曲线为50% (体积基准)的横轴交叉的点的粒径即50%粒径。
铝合金例如可以是含有20~99重量%的铝的合金,铝含量更优选为30~70重量%,进一步优选35~50重量%。铝合金的铝以外的金属只要是与铝形成合金的金属即可,优选为锂、钠、钾等碱金属或铍、镁、钙等碱土金属,周期表中的铜、银、金等第11族金属,锌、镉、汞等第12族金属,进一步优选镁。即,铝合金优选为铝-镁合金。
作为烃溶剂,无特殊限定,但烃溶剂优选为疏水性并且反应性低的烃溶剂,作为这样的有机溶剂,例如可列举出选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。
烃溶剂优选沸点为30℃以上且200℃以下的范围的化合物。作为上述饱和烃溶剂,可以是碳原子数为3以上且20以下的取代或非取代的直链饱和烃,或取代或非取代的环状饱和烃。另外,也可含有石蜡油或它们的混合物。
作为上述饱和烃溶剂的具体例,可示示例出:正丙烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十三烷正十四烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环癸烷、邻薄荷烷、间薄荷烷、对薄荷烷、十氢萘、石蜡类CnH2n+2、异链烷烃类CnH2n+2等。特别优选正十二烷。在本说明书中,将该示例称为烃溶剂Hc。
作为用作溶剂的芳族烃,优选具有选自碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为3~8的环烷基和碳原子数为2~8的亚烷基的取代基的芳族烃或非取代的芳族烃。
作为芳族烃的取代基的碳原子数为1~8的烷基,可列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、异己基、新己基、叔己基、正庚基、异庚基、新庚基、叔庚基、正辛基、异辛基、新辛基、叔辛基。
作为芳族烃的取代基的碳原子数为3~8的环烷基,可列举出:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基。
作为芳族烃的取代基的碳原子数为2~8的亚烷基,可列举出:亚乙基、亚丙基、亚丁基。
作为上述芳族烃的具体例,包括:枯烯、邻枯烯、间枯烯、对枯烯、丙基苯、正丁基苯、仲丁基苯、叔丁基苯、1-苯基戊烷、1-苯基庚烷、1-苯基辛烷、1,2-二乙基苯、1,4-二乙基苯、均三甲苯、1,3-二叔丁基苯、1,4-二叔丁基苯、二正戊基苯、三叔丁基苯、环己基苯、茚满、四氢萘。
作为有机铝化合物,使用通式(1)所表示的化合物,但并没有限定于示例化合物的意图。
通式(1)所表示的化合物的式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化的烷基、芳基或卤素原子。优选R1、R2和R3中的任一个为烷基或芳基,更优选2个以上为烷基或芳基。
碳原子数为1~6的直链或支化的烷基可列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、叔戊基、正己基、环己基等。
碳原子数为1~6的直链或支化的烷基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基,进一步优选甲基、乙基。
芳基优选碳原子数为6~20的芳基,进一步优选碳原子数为6~10的芳基。芳基可被烷基、卤素原子、氰基、硝基、酰基、烷氧基、酰氧基等的取代基取代。
有机铝化合物的具体例,例如可列举出:三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基倍半氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝、乙基二氯化铝等。
有机铝化合物优选三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝、乙基二氯化铝,更优选三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝或乙基二氯化铝,进一步优选三甲基铝、二甲基氯化铝、三乙基铝。这些有机铝化合物可单独使用或将2种以上混合使用。
对于烃溶剂、有机铝化合物,可利用市售品或用公知的方法制备的制品。
从所期望的效果,即上述组合物没有关于在粉碎中向装置粘着或堵塞管道等的问题的观点出发,相对于1mol的铝合金中的铝,本实施方式的上述原料组合物中的有机铝化合物的使用量适合为0.0001mol以上且0.5mol以下的范围。从得到更良好的粉碎状态的观点出发,优选为0.005mol以上且0.3mol以下的范围,进一步优选为0.01mol以上且0.1mol以下的范围。
烃溶剂的使用量无特殊限定,相对于1mol的铝合金,例如可设为0.1mol以上且100mol以下的范围,优选为2mol以上且10mol以下的范围。
粉碎通过暴露在施加外力以克服粉料内部的结合力的大小的压缩、冲击、剪切、摩擦、切断等的力中来进行,可使用来自动力源的能量转化为这些力并施加给粉料的粉碎装置。粉碎装置优选振动磨、喷射磨、砂磨机、匀化器,进一步优选砂磨机或匀化器。
在粉碎装置为砂磨机的情况下,优选铁、不锈钢等金属制的珠或氧化铝、氧化锆等陶瓷的珠。相对于磨机的内容积,以50%以上的填充率来进行,更优选70%以上。
在本实施方式中,如果在烃溶剂中使混合有铝合金和有机铝化合物的组合物粉碎的情况下的温度为粉碎装置的使用温度以下,则无特殊限制,例如可设为-50℃以上且200℃以下的范围,优选为-10℃以上且50℃以下的范围。
根据本实施方式可取得含有粒子状的铝合金的组合物。粒子状铝合金的中位径优选50μm以下,更优选20μm以下,进一步优选13μm以下。中位径的下限无特殊限定,在实际使用的制备条件下,为1μm以上,优选为5以上。但是,并没有限定于上述数值的意图。
根据上述实施方式的方法,通过在铝合金和烃溶剂中添加有机铝化合物,即使进行粉碎,也可维持低的组合物(浆料)的粘度,其结果可防止在粉碎中在制备装置内粘着或堵塞管道等。此外,作为粒子状铝合金可制备粒径更小的铝合金。粒径更小的粒子状铝合金在用于制备三烷基铝的情况下显示高活性。
<<粒子状铝合金的制备方法>>
本实施方式也包含粒子状铝合金的制备方法。该方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎,来调制含有粒子状铝合金的浆料的工序,和从所调制的浆料中回收粒子状铝合金。调制浆料的工序与含有上述粒子状的铝合金的组合物的制备方法相同。
从含有粒子状的铝合金的浆料组合物中回收粒子状铝合金例如可通过利用烃溶剂清洗浆料组合物(除去有机铝化合物)和从清洗后的浆料组合物中除去烃溶剂来进行。更具体而言,在浆料组合物中加入烃溶剂,在沉淀(静定)后除去上清液。通过将该操作重复数次,可除去浆料中含有的有机铝化合物。接着,通过将该浆料干燥来除去烃溶剂,可回收粒子状的铝合金。
如次操作而得到的粒子状铝合金优选中位径为50μm以下,更优选20μm以下,进一步优选13μm以下。中位径的下限无特殊限定,在实际使用的制备条件下,为1μm以上,优选为5以上。但是,并没有限定于上述数值的意图。
此外,如次操作而得到的粒子状铝合金具有在与有机溶剂的混合物(浆料)中显示低粘度的特征。相对于1重量份的铝合金加入3重量份的正十二烷而得到的含有粒子状铝合金的组合物的粘度(23℃)例如为15cP以下,优选为14cP以下。下限值无特殊限定,实际上为2cP以上。需说明的是,粘度测定可用旋转型粘度计进行。如上所述,以可以较低粘度实施反应的观点,在制成与有机溶剂的浆料时显示低粘度的粒子状铝合金在有机溶剂中实施的三烷基铝的制备方法中是有用的。
本实施方式的粒子状铝合金和含有该粒子状合金的组合物,可利用常规方法用于各种有机铝化合物类的合成。
<<三烷基铝的制备方法>>
本实施方式包含利用铝合金与卤代烷的反应来制备三烷基铝的方法。在该方法中,作为上述铝合金,使用上述本实施方式的组合物的粒子状铝合金或用上述本实施方式的制备方法得到的粒子状铝合金。
卤代烷例如可列举出:氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷、氯乙烷、溴乙烷、碘乙烷、氯代正丙烷、溴代正丙烷、碘代正丙烷、氯代异丙烷、溴代异丙烷、碘代异丙烷、氯代正丁烷、溴代正丁烷、碘代正丁烷、氯代异丁烷、溴代异丁烷、碘代异丁烷等。在上述之中,优选氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷,进一步优选氯甲烷。在本说明书中将该示例称为卤代烷Ha。
三烷基铝例如可列举出:三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三异丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝。在上述之中,优选三乙基铝、三甲基铝,进一步优选三甲基铝。在本说明书中将该示例称为三烷基铝Ta。
铝合金与卤代烷的反应可利用常规方法实施。例如通过在铝合金中连续或间歇地添加卤代烷来进行。另外,作为反应引发剂,可使用少量的有机铝化合物或碘、溴化铝等。
另外,在反应时,可使用稀释溶剂,例如可列举出上述烃溶剂、芳族烃溶剂。由于反应为放热反应,所以调整装入量使得内温不过度上升。
作为反应装置,使用立式或卧式的反应器,例如使用耐压性的带有搅拌器的高压釜。作为所使用的搅拌桨,可以是如通常所已知的搅拌桨,例如可列举出螺旋桨、涡轮、三叶后掠桨(Pfaudler)、Maxblend (マックスブレンド)型、Fullzone (フルゾーン)型等。
在反应结束后,通过蒸馏或溶剂提取从固体或半固体混合物中回收粗有机铝化合物。由于在该粗三烷基铝化合物中残留有卤素,所以希望进一步在130~160℃下用铝合金进行处理来除去卤素。
可通过将除去了该卤素的浆料蒸馏或过滤来制备目标的三烷基铝。
<第2实施方式>
接着,对用于实施本发明的第2个层面的方式(第2实施方式)进行说明。
本实施方式的制备方法为包括:在含氮有机化合物的存在下使铝-镁合金与卤代烷反应,得到含有三烷基铝的反应产物的工序(1)的三烷基铝的制备方法。
本实施方式的制备方法进一步包括:工序(1)中的反应产物含有二烷基铝卤化物,并且将上述反应产物提供给脱氯还原反应,将二烷基铝卤化物转化为三烷基铝的工序(2)。
工序(1)
例如在Al2Mg3的情况下,工序(1)中的从铝-镁合金和卤代烷得到三烷基铝的反应式可用以下式(2)表示。
[化学式4]
在式1中,R表示1~20的链状或环状的烷基,具体而言可示例出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正己基、正辛基等。X为氯、溴或碘。
用于工序(1)的反应的合金例如可以是含有20~99重量%的铝的合金,铝含量更优选为30~70重量%,进一步优选35~50重量%。铝合金的铝以外的金属只要是可与铝形成合金的金属即可,优选为锂、钠、钾等碱金属或铍、镁、钙等碱土金属,周期表中的铜、银、金等第11族金属,锌、镉、汞等第12族金属,进一步优选镁。即,铝合金优选为铝-镁合金。
铝-镁合金无特殊限制,可进行粉碎处理来用于反应。对于粉碎处理,可使用球磨机、砂磨机、喷射磨等目前已知的通常的合金的粉碎处理方法。铝-镁合金的粒径无特殊限制,以中位径(体积基准)计,例如优选1μm~150μm,更优选1μm~80μm,进一步优选5~20μm。
卤代烷可使用通常可获取的化合物。卤代烷可用通式RX表示,R表示1~20的链状或环状的烷基,具体而言可示例出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正己基、正辛基等。X为氯、溴或碘。或者可列举出在实施方式1中示例的上述卤代烷Ha的实例。
相对于1mol的铝-镁合金中的铝,卤代烷的使用量只要使用2mol以上即可,优选2mol以上且4mol以下,进一步优选2.5mol以上且3.5mol以下。
反应可以是间歇操作式、半间歇操作式、连续操作式中的任一种,可无特殊限制地实施。作为反应装置,可使用立式或卧式的耐压反应容器。例如可使用耐压性的带有搅拌器的高压釜。作为所使用的搅拌桨,可以是如通常所已知的搅拌桨,例如可列举出:螺旋桨、涡轮、三叶后掠桨、Maxblend型、Fullzone型等。此外,也可使用匀化器等。
对于卤代烷向反应器的投入,可连续地投入或间断性地投入。在连续地投入卤代烷的情况下,由于反应为放热反应,所以为了防止温度过度上升,需要控制投入量和加热温度。在间断性地投入的情况下,优选在投入卤代烷后加热,进行反应至放热反应结束。在间断性地投入的情况下,可重复上述反应。在本实施方式中,优选将铝-镁合金悬浮(混悬)于溶剂中制成浆料状并投入卤代烷。
反应的温度无特殊限制,优选20℃~170℃,进一步优选40℃~120℃。反应的时间无特殊限制,优选1~12小时,进一步优选3~8小时。
在反应中可使用溶剂,作为溶剂,例如可使用烃溶剂。烃溶剂优选为疏水性并且反应性低的烃溶剂,作为这样的有机溶剂,例如可列举出选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。烃溶剂的优选实例可列举出在上述实施方式1中示例的烃溶剂Hc的实例。
溶剂的使用量无特殊限定,相对于1mol的铝-镁合金的铝,例如可设为0.1mol以上且100mol以下的范围,优选为2mol以上且10mol以下的范围。
工序(1)的反应在含氮有机化合物的存在下实施,含氮有机化合物为含有一个以上氮原子的化合物。含氮有机化合物可列举出:胺化合物、含有氮原子的杂环式化合物和酰胺化合物。这些含氮有机化合物可合用2种以上的化合物。
作为含氮有机化合物,优选碳原子数为1~24,更优选1~12,进一步优选1~8。作为氮原子的数量,优选1~12,更优选1~6,进一步优选1~3。作为含氮有机化合物,可列举出:胺化合物(脂族胺化合物、芳族胺化合物)、含有氮原子的杂环式化合物、酰胺化合物等。
脂族胺化合物可列举出:如甲胺、乙胺、丁胺、戊胺、异戊胺、环己胺、六亚甲基二胺、亚精胺、精胺、金刚烷胺之类的伯胺,如二甲胺、二乙胺、二异丙胺、二丁胺、二异丁胺、二戊胺、二环己胺之类的仲胺、如三甲胺、三乙胺、三丁胺、三异丁胺、三乙醇胺、三环己胺、N,N-二异丙基乙胺之类的叔胺。在本实施方式中特别优选使用叔胺。
芳族胺化合物可列举出:苯胺、N,N-二甲基苯胺、苯乙胺、甲苯胺、儿茶酚胺、1,8-双(二甲基氨基)萘等。
含有氮原子的杂环式化合物优选为不饱和杂环式化合物,更优选为芳族杂环式化合物。具体而言,可列举出:如吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、奎宁环、1,4-二氮杂二环[2.2.2.]辛烷、吡咯之类的饱和杂环式化合物,和如吡唑、咪唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、噁唑、噻唑、4-二甲基氨基吡啶、吲哚、喹啉、异喹啉、嘌呤、咪唑、三唑、咔唑、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丁基咪唑之类的不饱和杂环式化合物。在本实施方式中,优选使用不饱和杂环式化合物(特别是芳族杂环式化合物)。
酰胺化合物可列举出:如甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、1,1’-偶氮双(N,N-二甲基甲酰胺)之类的链状酰胺化合物,和如N-甲基吡咯烷酮、苯甲酰胺、乙酰苯胺之类的环状酰胺化合物。
相对于1mol的铝-镁合金中的铝,工序(1)的反应中的含氮有机化合物的存在量只要是1mol以下即可,优选0.001mol以上且0.2mol以下的范围,更优选0.001mol以上且0.1mol以下的范围,进一步优选0.01mol以上且0.08mol以下的范围。
推测本实施方式的工序(1)中的铝-镁合金与卤代烷的反应中的含氮有机化合物的效果是由于,因反应而副产的氯化镁或铝和镁与氯的络合物与含氮有机化合物具有化学键,因而可构建在反应活性的铝-镁合金的表面上难以堆积或覆盖的反应体系的缘故。但是,尚未阐明所有的机制,本实施方式并不局限于该推测。
在工序(1)中,除了含氮有机化合物以外,还可使选自烷基铝化合物、碘、溴和卤代化合物的至少1种的添加剂共存。
作为烷基铝化物,例如可列举出三烷基铝、烷基倍半氯化铝、二烷基氯化铝、烷基二氯化铝。通过添加烷基铝化合物,工序(1)中的三烷基铝选择率和三烷基铝转化率提高。究其原因,推测是由于铝-镁合金与卤代烷的急剧的反应受到抑制的缘故。但是,并不局限于该推测。作为用于添加剂的烷基铝化合物,也可直接使用作为工序(1)中的反应产物的三烷基铝与二烷基氯化铝的混合物。
相对于1mol的铝-镁合金中的铝,烷基铝化合物的添加量优选0.001mol以上且0.1mol以下的范围,进一步优选0.01mol以上且0.05mol以下的范围。
作为添加剂的卤代化合物,例如可列举出:碘甲烷、碘乙烷、溴乙烷、溴甲烷。通过添加碘、溴和/或卤代化合物,工序(1)中的铝-镁合金的转化率提高,并且三烷基铝选择率和三烷基铝转化率提高。究其原因,推测是由于通过碘、溴或卤代化合物除去铝-镁合金的氧化膜、副产的氯化镁等,露出合金的活性表面,有效地进行反应的缘故。但是,并不局限于该推测。
相对于1mol的铝-镁合金中的铝,作为添加剂的碘、溴或卤代化合物的添加量优选0.01mol以上且0.3mol以下的范围,进一步优选0.05mol以上且0.15mol以下的范围。
作为添加剂,由于铝-镁合金的转化率提高,并且三烷基铝选择率和三烷基铝转化率提高,所以优选将烷基铝化物与碘、溴或卤代化合物合用。特别是作为烷基铝化物,优选二烷基铝卤化物与碘的组合,在作为原料的卤代烷为氯甲烷,作为产物的三烷基铝为三甲基铝的情况下,二烷基铝卤化物优选为二甲基氯化铝,添加剂优选为二甲基氯化铝与碘的组合。
工序(2)
工序(1)中的反应产物除了三烷基铝以外还含有二烷基铝卤化物。在工序(2)中,将含有三烷基铝和二烷基铝卤化物的反应产物提供给脱氯还原反应,将二烷基铝卤化物转化为三烷基铝。三烷基铝的烷基无特殊限定,可以是环状或链状(直链或支化),碳原子数优选1~20,更优选1~16,进一步优选1~12,进一步优选1~6,特别优选1~3。其中,优选甲基或乙基,更优选甲基。具体而言,可列举出在实施方式1中示例的上述三烷基铝Ta的实例。
具体而言,在反应结束后,例如可通过蒸馏来取得三烷基铝和副产的二烷基氯化铝。作为副产物取得的二烷基氯化铝可进一步进行脱氯还原反应,在得到三烷基铝的同时,进行氯成分的还原除去。脱氯还原反应可使用脱氯还原剂来实施。具体而言,将三烷基铝与二烷基氯化铝的混合物提供给与脱氯还原剂的反应,使二烷基氯化铝转化为三烷基铝。与脱氯还原剂的反应例如可通过在100~150℃下加热来实施。若考虑提高三烷基铝收率和容易纯化三烷基铝,则反应优选实施至将几乎全部量的二烷基氯化铝转化为三烷基铝。作为脱氯还原剂,例如可列举出:铝-镁合金、镁金属、钠金属等。铝-镁合金可使用与在工序(1)中使用的合金相同的合金。在脱氯还原反应结束后,例如也可通过蒸馏来得到三烷基铝。在实施例中,通过脱氯还原反应结束后的蒸馏,得到纯度为99.99%以上的三甲基铝。
实施例
以下,通过实施例来更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。需说明的是,在实施例中采用以下的分析法。
表1-1、表1-2中记载的中位径(体积基准)使用Malvern公司制激光衍射式粒度分布测定装置Mastersizer2000进行测定。
另外,砂磨机使用Shinmaru Enterprises公司制MultiLab,通过目测确认粉碎后磨机内的粘着。
另外,粘度使用东机产业公司制TVB-10型粘度计,使用M1型转子在100r.p.m.的转数、室温(23℃)下进行测定。粘度测定的具体方法以JISZ8803:2011为准。
<实施例I:与发明的第1个层面对应的实施例>
实施例1-1
在1.4L的砂磨机中填充2mm的氧化锆制珠至填充率为70%。接着,在5L的SUS制容器中投入375g (以铝计为5.98mol,以镁计为8.80mol)的中位径为110μm的铝-镁合金(43重量%的铝、57重量%的镁)、1500g的正十二烷和二甲基氯化铝(0.0808mol:相对于铝为0.0135摩尔当量)。一面将该浆料在SUS容器内搅拌,一面向砂磨机转移,在磨机内粉碎。将通过磨机内的浆料再次返回至SUS容器并循环。在50℃以下的磨机内温下将该粉碎操作进行4小时。在粉碎结束后拆卸砂磨机,确认合金在磨机内无粘着。从5L的SUS制容器取得1660g的粉碎后的铝-镁合金的正十二烷浆料。在采集约0.2g的所得到的铝-镁合金的正十二烷浆料并测定中位径时,中位径为12.6μm (表1-1)。
实施例1-2
在1.4L的砂磨机中填充2mm的氧化锆制珠至填充率为70%。接着,在5L的SUS制容器中投入375g (以铝计为5.98mol,以镁计为8.80mol)的中位径为110μm的铝-镁合金(43重量%的铝、57重量%的镁)、1243g的正十二烷和二甲基氯化铝(0.0808mol:相对于铝为0.0135摩尔当量)。一面将该浆料在SUS容器内搅拌,一面向砂磨机转移,在磨机内粉碎。将通过磨机内的浆料再次返回至SUS容器并循环。在50℃以下的磨机内温下将该粉碎操作进行4小时。在粉碎结束后拆卸砂磨机,确认合金在磨机内无粘着。从5L的SUS制容器取得1680g的粉碎后的铝-镁合金的正十二烷浆料。在采集约0.2g的所得到的铝-镁合金的正十二烷浆料并测定中位径时,中位径为9.7μm (表1-1)。
实施例1-3
在1.4L的砂磨机中填充2mm的氧化锆制珠至填充率为70%。接着,在5L的SUS制容器中投入375g (以铝计为5.98mol,以镁计为8.80mol)的铝-镁合金(43重量%的铝、57重量%的镁)、875g的正十二烷和二甲基氯化铝(0.0808mol:相对于铝为0.0135摩尔当量)。一面将该浆料在SUS容器内搅拌,一面向砂磨机转移,在磨机内粉碎。将通过磨机内的浆料再次返回至SUS容器并循环。在50℃以下的磨机内温下将该粉碎操作进行2小时。在粉碎结束后拆卸砂磨机,确认合金在磨机内无粘着。从5L的SUS制容器取得1600g的粉碎后的铝-镁合金的正十二烷浆料。在采集约0.2g的所得到的铝-镁合金的正十二烷浆料并测定中位径时,中位径为5.7μm (表1-1)。
比较例1-1
在1.4L的砂磨机中填充2mm的氧化锆制珠至填充率为70%。接着,在5L的SUS制容器中投入375g (以铝计为5.98mol,以镁计为8.80mol)的铝-镁合金(43重量%的铝、57重量%的镁)和1243g的正十二烷。一面将该浆料在SUS容器内搅拌并保持均匀,一面向砂磨机转移,在磨机内粉碎,将通过磨机内的浆料再次返回至SUS容器并循环。在50℃以下的磨机内温下进行该粉碎操作。在进行1小时的粉碎操作的时间点将磨机内堵塞,无法进一步的粉碎,从磨机内回收合金也困难。从5L的SUS制容器回收775g的粉碎后的铝-镁合金的正十二烷浆料。在采集约0.2g的所得到的铝-镁合金的正十二烷浆料并测定中位径时,中位径为20μm。(表1-1)
实施例1-4~1-9
在用玻璃滤器过滤在实施例1-2中得到的铝-镁合金浆料后,用正己烷清洗合金并干燥。将9g的所得到的干燥合金、27g的正十二烷和2.7~2.8mol%的表1-2所示的有机铝化合物分别投入不同的50ml的试管中,用旋转型粘度计进行粘度测定(将粘度测定的结果示于表1-2中)。
实施例1-10
将753g (以铝-镁合金计为175g,以正十二烷计为578g)的在实施例1-1中得到的中位径为9.7μm的铝-镁合金的正十二烷浆料、20.6g (0.0811mol)的碘和5.31g (0.0574mol)的二甲基氯化铝投入3L的SUS制耐压反应容器中,在40℃下进行1.5小时的搅拌。然后,一面保持容器内温度为125℃,一面投入氯甲烷进行反应。一旦压力上升至0.4Mpa,则中止氯甲烷的投入,将产生气体向反应容器外排放,然后,再次开始氯甲烷的投入。在将该操作重复4次后,将容器内温度降温至室温。总共投入442g (8.76mol:相对于铝为3.15摩尔当量)的氯甲烷,所需要的时间为4.5小时。搅拌桨的旋转速度设为400r.p.m.。接着,将反应容器内减压至5KPa,将容器内温度缓慢升温至110℃进行蒸馏。该蒸馏至容器内温度达到110℃为止,需要8小时,搅拌桨的旋转速度设为500r.p.m.。所馏出的粗三甲基铝/正十二烷为169g,对该馏分进行烷基铝和氯成分的定量分析。馏分中的烷基铝扣除(减去)最初所使用的二甲基氯化铝,总共为1.70mol,相对于铝-镁合金中的铝成分为61.1% (粗收率)。氯成分包含最初所使用的二甲基氯化铝,为0.274mol。
为了除去该氯成分,添加74.6g (以铝-镁合金计为17.3g)的实施例1-2中记载的铝-镁合金的正十二烷浆料,在120℃下搅拌36小时。
然后,在对溶液进行分析时,未确认有残留的氯成分。将该溶液蒸馏,取得113g的三甲基铝。相对于铝-镁合金中的铝成分,收率为56.2%。
比较例1-2
将753g (以铝-镁合金计为175g,以正十二烷计为578g)的中位径为110μm的铝-镁合金的正十二烷浆料、20.6g (0.0811mol)的碘和5.31g (0.0574mol)的二甲基氯化铝投入3L的SUS制耐压反应容器中,在40℃下进行1.5小时的搅拌。然后,一面将容器内温度保持在125℃,一面投入氯甲烷进行反应。一旦压力上升至0.4Mpa,则中止氯甲烷的投入,将产生气体向反应容器外排放,然后,再次开始氯甲烷的投入。在将该操作重复4次后,将容器内温度降温至室温。总共投入119g (2.37mol:相对于铝为3.15摩尔当量)的氯甲烷,所需要的时间为4.5小时。搅拌桨的旋转速度设为400r.p.m.。接着,将反应容器内减压至5KPa,将容器内温度缓慢升温至110℃进行蒸馏。该蒸馏至容器内温度达到110℃为止,需要8小时,搅拌桨的旋转速度设为500r.p.m.。所馏出的粗三甲基铝/正十二烷为169g,对该馏分进行烷基铝和氯成分的定量分析。馏分中的烷基铝扣除最初所使用的二甲基氯化铝,总共为0.751mol,相对于铝-镁合金中的铝成分,为26.9% (粗收率)。氯成分包含最初所使用的二甲基氯化铝,为0.158mol。
[表1-1]
*粉碎合金的大部分在磨机内粘着。磨机内的粉碎合金的中位径因取样位置而不恒定。比较例1-1中记载的中位径为测定在粉碎后的5L的SUS容器中残留的粉碎合金而得的值。Me表示甲基。
[表1-2]
*Me3Al/(Me4Al)2Mg=8.7/1 mol比的混合物。Et表示乙基。Ph表示苯基。
<实施例2:与发明的第2个层面对应的实施例>
铝-镁合金的中位径的测定使用Malvern公司制激光衍射式粒度分布测定装置Mastersizer 2000。详细的测定条件与实施例I相同。为了确认有无来源于铝-镁合金的结晶结构的衍射峰,使用PANalitical公司制X’Pert Pro X射线衍射装置。计算三烷基铝的收率使用进行铝浓度测定得到的结果。铝浓度基本通过在用0.5N硫酸水溶液水解得到的溶液中加入过量的乙二胺四乙酸二钠后,以双硫腙为指示剂用硫酸锌逆滴定来求得。此外,氯成分的测定基本通过利用硝酸银滴定用0.5N硫酸水溶液水解的溶液来求得。通过铝分析和氯分析来进行三烷基铝和副产的二烷基氯化铝的定量分析。
实施例2-1
工序(1)
在本实施例中使用的铝-镁合金使用组成为43重量%的铝、57重量%的镁,中位径为110μm,株式会社关东金属公司制Al-Mg60。X射线衍射测定结果显示,该铝-镁合金为具有来源于结晶结构的衍射峰的铝-镁合金。接着,使用湿式砂磨机装置,取得中位径为8μm的铝-镁合金。在进行了氮置换的1升的高压釜中投入90.0g (以铝计为1.431mol,以镁计为2.102mol)的经粉碎处理的铝-镁合金、285g (1.673mol)的正十二烷和4.0g (相对于1mol的铝-镁合金中的铝为0.035mol)的作为含氮有机化合物的吡啶。
然后,以600rpm进行搅拌,升温至120℃,投入228.3g (相对于1mol的铝-镁合金中的铝为3.2mol) 的氯甲烷进行反应。确认反应结束,结束氯甲烷的投入。投入氯甲烷的时间为5小时。
在反应结束后,通过蒸馏取得含有三甲基铝和副产的二甲基氯化铝的馏出物,定量分析铝和氯的含量。所取得的溶液中的三甲基铝和二甲基氯化铝的量分别为,三甲基铝为28.9g (0.402mol),二甲基氯化铝为5.1g (0.055mol),以所投入的铝-镁合金中的铝为基准的转化率为32%。另外,三甲基铝的选择率为88%,二甲基氯化铝的选择率为12%。三甲基铝的转化率(以铝为基准的转化率×三甲基铝选择率)为28%。
工序(2)
接着,为了还原所取得的二甲基氯化铝,在含有三甲基铝和副产的二甲基氯化铝的馏出物中添加7.00g (相对于1mol的二甲基氯化铝,以铝-镁合金中的铝计为0.5mol)的铝-镁合金,在130℃下搅拌24小时。分析反应后的溶液中含有的氯,结果未检出氯成分,确认二甲基氯化铝消失。三甲基铝的选择率为99.99%以上。
然后,通过蒸馏取得30.5g (0.42mol)的三甲基铝。相对于最初投入的铝-镁合金中的铝,收率为30% (表2-1)。
实施例2-2
除了在工序(1)中追加添加20.0g (0.158mol)的碘和如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-1相同地进行。将结果示于表2-1中。
实施例2-3
除了追加添加2.5g (0.027mol)的二甲基氯化铝和如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-1相同地进行。将结果示于表2-1中。需说明的是,在工序(1)中取得的溶液中的三甲基铝和二甲基氯化铝(扣除所使用的二甲基氯化铝)的量分别为,三甲基铝为31.9g (0.443mol),二甲基氯化铝为0.8g (0.009mol),以所投入的铝-镁合金中的铝为基准的转化率为32%。三甲基铝的转化率(以铝为基准的转化率×三甲基铝选择率)为31%。
实施例2-4
工序(1)
在进行了氮置换的1升的高压釜中投入90.0g (以铝计为1.431mol,以镁计为2.102mol)的经粉碎处理的铝-镁合金、285g (1.673mol)的正十二烷浆料、2.5g(0.027mol)的二甲基氯化铝、20.0g (0.158mol)的碘和4.0 (相对于1mol的铝-镁合金中的铝为0.035mol)的作为含氮有机化合物的吡啶,在40℃下以600rpm搅拌1.5小时。其它与实施例2-1相同地进行。
投入的氯甲烷的量为214g (相对于1mol的铝-镁合金中的铝为3.0mol)。在反应结束后,通过蒸馏取得含有三甲基铝和副产的二甲基氯化铝的馏出物,定量分析铝和氯的含量。取得的溶液中的三甲基铝和二甲基氯化铝(扣除所使用的二甲基氯化铝)的量分别为,三甲基铝为66.2g (0.918mol),二甲基氯化铝为14.3g (0.155mol),以所投入的铝-镁合金中的铝为基准的转化率为75%。三甲基铝的转化率(以铝为基准的转化率×三甲基铝选择率)为65%。
工序(2)
然后,进行还原反应,分析还原反应后的溶液中含有的氯,结果未检出氯成分,确认二甲基氯化铝消失。三甲基铝的选择率为99.99%以上。接着,通过蒸馏取得72.1g (1.00mol)的三甲基铝。相对于最初投入的铝-镁合金中的铝,收率为70% (表2-1)。
实施例2-5~2-6
除了如表2-1所示地变更作为含氮有机化合物的吡啶的添加量以及氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
实施例2-7~2-17
除了如表2-1所示地变更含氮有机化合物的种类和添加量以及氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
比较例2-1
除了不添加含氮有机化合物、二甲基氯化铝和碘,以及如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
比较例2-2
除了不添加含氮有机化合物和碘,以及如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
比较例2-3
除了不添加含氮有机化合物,以及如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
比较例2-4
除了不添加含氮有机化合物和二甲基氯化铝,以及如表2-1所示地变更氯甲烷的投入量以外,与实施例2-4相同地进行。将结果示于表2-1中。
[表2-1]
1) TMAL:三甲基铝
2) DMAC:二甲基氯化铝
3) 表示以1mol的铝-镁合金中的铝为基准的mol比
4) TMAL转化率:转化率×TMAL选择率。
产业上的可利用性
如上所述,由实施例可知,根据本发明的第1实施方式,使用容易在工业上获取的原料,此外,工业上的操作性容易,可取得高活性的铝合金,其产业上的价值非常大。
另外,根据本发明的第2实施方式,可使用通常可获取的通常的铝-镁合金,另外,可不采用如在反应中使用研磨介质之类的特殊制备方法而制备三烷基铝。
Claims (31)
1.组合物,所述组合物含有:中位径为50μm以下的粒子状铝合金、烃溶剂和下述通式(1)所表示的有机铝化合物,
[化学式1]
式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化的烷基、芳基或卤素原子。
2.权利要求1所述的组合物,其中,上述通式(1)所表示的有机铝化合物为选自三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝和乙基二氯化铝的至少1种。
3.权利要求1或2所述的组合物,其中,相对于1mol的铝合金的铝,上述通式(1)所表示的有机铝化合物的含量为0.0001mol以上且0.5mol以下的范围。
4.权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,上述烃溶剂为选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。
5.权利要求1~4中任一项所述的组合物,其中,上述烃溶剂为正十二烷。
6.权利要求1~5中任一项所述的组合物,其中,上述组合物中含有的粒子状铝合金的中位径为20μm以下。
7.含有粒子状铝合金的组合物的制备方法,所述制备方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和上述通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎,得到权利要求1~6中任一项所述的组合物的工序。
8.权利要求7所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝合金的铝,上述浆料中的通式(1)所表示的有机铝化合物的含量为0.0001mol以上且0.5mol以下的范围。
9.权利要求7或8所述的制备方法,其中,上述粉碎用砂磨机或匀化器实施。
10.粒子状铝合金的制备方法,所述制备方法包括:将含有铝合金、烃溶剂和下述通式(1)所表示的有机铝化合物的浆料粉碎,来调制含有粒子状铝合金的浆料,从所调制的浆料中回收粒子状铝合金,
[化学式2]
式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的直链或支化的烷基、芳基或卤素原子。
11.权利要求10所述的制备方法,其中,上述粒子状铝合金的中位径为50μm以下。
12.权利要求10或11所述的制备方法,其中,上述通式(1)所表示的有机铝化合物为选自三甲基铝、二甲基氯化铝、甲基二氯化铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、二甲基苯基铝、乙基倍半氯化铝和乙基二氯化铝的至少1种。
13.权利要求10~12中任一项所述的制备方法,其中,上述烃溶剂为选自饱和烃溶剂和芳族烃溶剂的至少1种。
14.权利要求10~13中任一项所述的制备方法,其中,上述烃溶剂为正十二烷。
15.权利要求10~14中任一项所述的制备方法,其中,上述粉碎用砂磨机或匀化器实施。
16.权利要求10~15中任一项所述的制备方法,其中,利用上述浆料组合物的烃溶剂清洗除去有机铝化合物,接着从清洗后的浆料组合物中除去烃溶剂,由此来实施上述粒子状铝合金的回收。
17.权利要求10~16中任一项所述的制备方法,其中,上述粒子状铝合金相对于1重量份的铝合金加入3重量份的正十二烷而得到的浆料的粘度为14cP以下。
18.制备方法,所述制备方法利用铝合金与卤代烷的反应来制备三烷基铝,其中,
作为上述铝合金,使用权利要求1~6所述的组合物的粒子状铝合金或用权利要求10~17所述的制备方法得到的粒子状铝合金。
19.权利要求18所述的制备方法,其中,上述卤代烷为氯甲烷。
20.权利要求18或19所述的制备方法,其中,上述三烷基铝为三甲基铝。
21.三烷基铝的制备方法,所述制备方法包括:在含氮有机化合物的存在下使铝-镁合金与卤代烷反应来得到含有三烷基铝的反应产物的工序(1)。
22.权利要求21所述的制备方法,所述制备方法进一步包括:工序(1)中的反应产物含有二烷基铝卤化物二烷基铝卤化物,并且将上述反应产物提供给脱氯还原反应,将二烷基铝卤化物转化为三烷基铝的工序(2)。
23.权利要求21或22所述的制备方法,其中,在工序(1)中,使选自烷基铝化合物、碘、溴和卤代化合物的至少1种的添加剂共存。
24.权利要求23所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝-镁合金中的铝,上述添加剂的添加量为0.01mol以上且0.3mol以下的范围。
25.权利要求21~24中任一项所述的制备方法,其中,上述含氮有机化合物为选自胺化合物、含有氮原子的杂环式化合物和酰胺化合物的1种或2种以上的化合物。
26.权利要求25所述的制备方法,其中,上述胺化合物为仲胺化合物或叔胺化合物。
27.权利要求25所述的制备方法,其中,上述含有氮原子的杂环式化合物为不饱和杂环式化合物。
28.权利要求21~27中任一项所述的制备方法,其中,相对于1mol的铝-镁合金中的铝,上述含氮有机化合物的含量为0.001mol以上且0.2mol以下的范围。
29.权利要求23~28中任一项所述的制备方法,其中,上述烷基铝化合物为二烷基铝卤化物。
30.权利要求21~29中任一项所述的制备方法,其中,上述卤代烷为卤代甲烷。
31.权利要求21~29中任一项所述的制备方法,其中,上述卤代烷为氯甲烷,三烷基铝为三甲基铝。
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