DE1059450B - Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden

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DE1059450B
DE1059450B DED25862A DED0025862A DE1059450B DE 1059450 B DE1059450 B DE 1059450B DE D25862 A DED25862 A DE D25862A DE D0025862 A DED0025862 A DE D0025862A DE 1059450 B DE1059450 B DE 1059450B
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aluminum
alkyl
chloride
initiator
halide
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Pending
Application number
DED25862A
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English (en)
Inventor
Edwin George Edward Hawkins
Irene Marianne Watt Geb Cohen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Distillers Co Yeast Ltd
Original Assignee
Distillers Co Yeast Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/06Aluminium compounds
    • C07F5/061Aluminium compounds with C-aluminium linkage
    • C07F5/064Aluminium compounds with C-aluminium linkage compounds with an Al-Halogen linkage

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

DEUTSCHES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumalkylsesquichloriden aus metallischem Aluminium und den entsprechenden Alkylchloriden.
Ein Aluminiumsesquichlorid ist irgendeineMischung aus einem Aluminiumdialkylchlorid und einem AIuminiumalkyldichlorid, wobei die Alkylgruppe in beiden Verbindungen die gleiche ist. So ist z. B. das AIuminiumäthylsesquichlorid eine Mischung aus den beiden Verbindungen der Formeln Al(C2Hg)2Cl und Al(C2H5)Cl2. Werden die Aluminiumalkylsesquichloride in üblicher Weise hergestellt, so bestehen sie aus äquimolaren Teilen der beiden Komponenten.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Aluminiumalkylsesquichloriden, insbesondere zur Herstellung von Äthylaluminiumsesquichlorid, bekannt. Sie besitzen jedoch alle den Nachteil, daß die Reaktion langen oder veränderlichen Induktionszeiten unterliegt und nach dem Beginn oft schwierig zu regeln ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden zu schaffen, in welchem dieser Nachteil vermieden wird..
Das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden durch Umsetzung von Aluminium mit Alkylchloriden ist dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium mit dem Alkylchlorid in Gegenwart eines Initiators umgesetzt wird, der aus einer Mischung von wasserfreiem Aluminiumchlorid und einem Alkylaluminiumhalogenid besteht.
Das bei der Reaktion verwendete Aluminium kann in irgendeiner gebräuchlichen Form vorliegen. Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit ist es zweckmäßig, daß dieses in der Reaktionsmischung eine möglichst große Oberfläche besitzt, weshalb auch Aluminiumdrehspäne oder -pulver besonders geeignet sind. Es ist jedoch nicht notwendig, das Aluminium in einer nichtoxydierenden Atmosphäre herzustellen oder zu lagern. Gegebenenfalls kann das Aluminium als Legierung mit einem anderen Metall oder Metallen, die die Reaktion nicht beeinträchtigen, wie z. B. Magnesium, verwendet werden.
Das Verfahren wird vorzugsweise mit Alkylchloriden, die bis zu 4 C-Atome enthalten, ausgeführt. Die geeignetsten Alkylaluminiumsesquichloride sind die, die sich von niedrigen Alkylgruppen, d. h. Alkylgruppen, die nicht mehr als 4 C-Atome enthalten, ableiten, und das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Herstellung dieser Verbindungen geeignet. Das bevorzugte Alkylaluminiumsesquichlorid ist das Äthylaluminiumsesquichlorid, das durch das erfindungsgemäße Verfahren leicht aus Aluminium und Äthylchlorid hergestellt werden kann.
Verfahren zur Herstellung
von Alky !aluminiums es quichloriden
Anmelder:
The Distillers Company Limited,
Edinburgh (Großbritannien)
Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Juli 1956
Edwin George Edward Hawkins
und Irene Marianne Watt, geb. Cohen, Great Burgh,
Epsom, Surrey (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden
Eine Komponente der Initiatormischung ist ein Alkylaluminiumhalogenid. Dieses kann ein Dialkylaluminiumhalogenid oder ein Alkylaluminiumdihalogenid sein. Es können alle diese Verbindungen verwendet werden, jedoch sollen die Alkylgruppe oder -gruppen vorzugsweise denen des herzustellenden Alkylaluminiumsesquichlorids entsprechen. Vorteilhaft wird ein Alkylaluminiumchlorid verwendet, so daß das Produkt nicht mit Verbindungen verunreinigt wird, die andere Halogenatome als Chlor enthalten. Eine besonders geeignete Komponente der Initiatormischung ist das Alkylaluminiumsesquichlorid, das hergestellt werden soll.
Was die Reinheit der anderen Komponenten der Reaktionsmischung betrifft, ist keine besondere Vorsicht erforderlich, und im allgemeinen können handelsübliche Alkylchloride, Aluminiumchlorid und Alkylaluminiumhalogenide verwendet werden.
Der Anteil des in der Reaktionsmischung anwesenden Initiators kann beträchtlich variieren, da bereits sehr geringe Mengen die Reaktion in Gang setzen und große Mengen keine schädlichen Wirkungen besitzen.
Am zweckmäßigsten soll die Gesamtmenge an Aluminiumchlorid und Alkylaluminiumhalogenid mehr als etwa 2 Gewichtsprozent der Reaktionsmischung betragen, wenn eine gute Anfangsgeschwindigkeit der' Reaktion erwünscht ist. Das Verhältnis von AIu-
909 557/461
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miniumchlorid zu Alkylaluminiumhalogenid in der Initiatormischung kann in ähnlicher Weise beträchtlich variiert werden, am zweckmäßigsten werden jedoch 1 Gewichtsteil Aluminiumchlorid mit wenigstens 0,5 Gewichtsteilen Alkylaluminiumhalogenid verwendet. Vorzugsweise werden zur Bildung des Initiators etwa gleiche Gewichtsverhältnisse der beiden Komponenten verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden und stellt so im Gegensatz zu vielen bekannten Verfahren eine beachtliche Verbesserung dar. Gegebenenfalls können überatmosphärische Drücke verwendet werden, dies ist jedoch unnötig, und es können durch Verwendung einfacher Apparaturen für gewöhnlichen Druck gute Ausbeuten erhalten werden.
Die Umsetzung von Aluminium mit dem Alkylchlorid unter den erfindungsgemäßen Bedingungen kann bei normalen Zimmertemperaturen, d. h. etwa 20° C, durchgeführt werden, die Reaktionsmischung wird jedoch vorzugsweise auf mindestens 50° C gehalten. Die Reaktion verläuft exotherm, so daß ein Erwärmen der Reaktionsmischung nach Beginn der Reaktion nicht notwendig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl unter Verwendung eines Überschusses an Aluminium als auch eines Überschusses des Alkylchlorids durchgeführt werden. Im allgemeinen wird ein Überschuß an Aluminium verwendet, da dieser leichter aus der Reaktionsmischung zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden kann als ein Überschuß des Alkylchlorids.
Am zweckmäßigsten wird die Reaktion durchgeführt, indem das Aluminium mit der Initiatormischung in einer Atmosphäre eines inerten Gases, wie Stickstoff, z. B. bei einer Temperatur zwischen 50 und 100° C gemischt und dann das Alkylhalogenid zugefügt wird, worauf die Reaktion sofort beginnt. Am besten wird die Reaktionsmischung unter Rückflußbedingungen gehalten, so daß Alkylhalogenid, das vor seiner Umsetzung verdampft, kondensiert und in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wird. Die niedrigen Alkylchloride besitzen niedrige Siedepunkte; so siedet z. B. Äthylchlorid bei atmosphärischem Druck bei etwa 12° C, und dementsprechend sollen die Rückflußkühler usw. mit einer geeigneten gekühlten Kühlflüssigkeit betrieben werden.
Es ist ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Reaktion durch die Anwesenheit der Mischung aus Aluminiumchlorid und einem Alkylaluminiumhalogenid schnell in Gang gesetzt wird.
Das Alkylaluminiumsesquichlorid wird in beliebiger Weise aus der Reaktionsmischung gewonnen. Im allgemeinen besteht das einfachste Verfahren im Abdestillieren aus dem Reaktionsgefäß unter vermindertem Druck. Das Alkylaluminiumsesquichlorid kann auch in einem inerten Lösungsmittel, z. B. Petroläther, gelöst werden, worauf die anderen Stoffe leicht durch Abdekantieren, Filtrieren oder Destillieren entfernt werden können.
Gegenüber der bekannten alleinigen Verwendung von Aluminiumtrichlorid oder einem Alkylaluminiumhalogenid (z. B. Aluminiumäthylsesquichlorid) besitzt das vorliegende Verfahren den Vorteil, daß die Reaktion sofort eintritt, daß also nicht Induktionszeiten unbestimmter Dauer auftreten.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren. Die Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1
27 Teile Aluminiumblättchen und 5 Teile pulverisiertes Aluminiumchlorid wurden unter einer Stickstoffatmosphäre in ein Reaktionsgefäß gegeben, 5 Teile geschmolzenes Äthylaluminiumdijodid zugefügt, und die Mischung wurde auf etwa 70° C erhitzt. Dann wurden 96 Teile gekühltes Äthylchlorid zugetropft, worauf die exotherme Reaktion sofort eintrat. Durch die Reaktionswärme wurde die Reaktionsmischung unter Rückfluß gehalten, wobei im verwendeten Kühler eine Kühlflüssigkeit bei —30° C zirkulierte. Der Rückfluß hörte nach 3At Stunden fast völlig auf. Die Mischung wurde noch kurze Zeit weiter erwärmt, abgekühlt und unter vermindertem Druck, der durch eine Wasserstrahlpumpe erzeugt wurde, destilliert. Es wurde eine gute Ausbeute an Äthylaluminiumsesquichlorid erhalten.
Beispiel 2
Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde, wiederholt, wobei 5 Teile Äthylaluminiumsesquichlo'rid an Stelle des Äthylaluminiumdijodids zur Bildung des Initiators mit dem Aluminiumchlorid verwendet wurden. Auch hier trat die Reaktion sofort nach der Zugabe des Äthylchlorids ein. Es wurde ebenfalls eine gute Ausbeute an Äthylaluminiumsesquichlorid erhalten.
Beispiel 3
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei das Äthylaluminiumdijodid durch eine entsprechende Menge Äthylaluminiumdichlorid ersetzt wurde. Es trat eine sofortige, schnelle und regelbare Reaktion ein. Es wurde wiederum eine ähnlich gute Ausbeute an Äthylaluminiumsesquichlorid erhalten.
Beispiel 4
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei das Äthylaluminiumdijodid durch die entsprechende Menge Methylaluminiumdichlorid und das Äthylchlorid durch die entsprechende Menge Methylchlorid ersetzt und soi Methylalurniniumsesquichlorid erhalten wurde.
In gleicher Weise können die entsprechenden Propyl- und Butylderivate durch Verwendung des entsprechenden Propylaluminium- und Butylaluminiumdijodids (oder -dichlorids) und des entsprechenden Propyl- und Butylchlorids an Stelle des im Beispiel 1 verwendeten Äthylaluminiumdijodids und Äthylchlorids erhalten werden.
Wurden die obigen Beispiele wiederholt und hierbei jeweils nur eine der beiden notwendigen Komponenten des Initiators verwendet, so· traten lange und nicht regelbare Induktionszeiten auf, und die Herstellung der Sesquichloride war in keiner Weise kontrollierbar.

Claims (8)

PaTENTANSPBÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden durch Umsetzung von Aluminium mit Alkyl Chloriden, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium mit dem Alkylchlorid in Gegenwart eines Initiators umgesetzt wird, der aus einer Mischung von Aluminiumchlorid und einem Alkylaluminiumhalogenid besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkylchlorid verwendet wird, das bis zu 4 C-Atome enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppe im Alkyl-
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aluminiumhalogenidinitiator die gleiche ist wie die Alkylgruppe des Alkylhalogenids.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkylaluminiumhalogenidinitiator ein Chlorid verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Initiator eine Mischung aus Aluminiumchlorid mit dem herzustellenden Alkylaluminiumsesquichlorid verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß ein Initiator verwendet wird, der aus etwa gleichen Gewichtsteilen Aluminiumchlorid und Alkylaluminiumhalogenid besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des anwesenden Reaktionsinitiators mehr als 2 Gewichtsprozent der Reaktionsmischung beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium zuerst mit dem Initiator in der Atmosphäre eines inerten Gases bei einer Temperatur zwischen 50 und 100° C gemischt und dann das Alkylhalogenid zugefügt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 271 956.
DED25862A 1956-07-26 1957-06-27 Verfahren zur Herstellung von Alkylaluminiumsesquichloriden Pending DE1059450B (de)

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