DE1153370B - Verfahren zur Herstellung von aluminiumorganischen Komplexverbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von aluminiumorganischen KomplexverbindungenInfo
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-
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-
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von aluminiumorganischen Komplexverbindungen. Als
Komplexbildner werden Alkaliazide verwendet. Während Schwermetallazide schlagempfindliche, recht
explosive Verbindungen darstellen, sind Alkaliazide verhältnismäßig harmlose Verbindungen. Natriumazid
zersetzt sich erst bei 300° C langsam unter Abgabe von Stickstoff. Bei Kaliumazid liegt diese Temperatur
noch höher.
Es wurde gefunden, daß Alkaliazide bereits bei Raumtemperatur mit Aluminiumalkylen unter Bildung
von stabilen Komplexverbindungen reagieren. Je nachdem, ob ein Überschuß an Aluminiumtrialkylen
oder an Alkaliaziden verwendet wird, bilden sich verschiedene Komplexverbindungen. Offenbar
bestehen im allgemeinen Komplexverbindungen, in denen entweder 1 Mol oder 2 Mol Aluminiumalkyl
auf 1 Mol Alkaliazid kommen. Praktisch erhält man aber Komplexverbindungen, in denen andere Molverhältnisse
der Komponenten festgestellt werden, So wurden praktisch zwei Komplexverbindungen zwischen
Natriumazid und Aluminiumtriäthyl gefunden. Die eine enthält 1 Mol Natriumazid auf 2,1 Mol Aluminiumtriäthyl.
Diese Verbindung muß man sich als eine durch Aluminiumtriäthyl verunreinigte 1:2-Verbindung
vorstellen. Die 1:1-Verbindung scheint für sich nicht beständig zu sein, sondern nur bei
Gegenwart von überschüssigem Aluminiumtriäthyl, d. h. von 1:2-Verbindung, Behandelt man daher
Natriumazid mit Aluminiumtriäthyl in genau äquimolarem Verhältnis, so geht nicht alles Natriumazid
in Lösung. Die Flüssigkeit, die sich schließlich bildet, hat die Zusammensetzung NaN3 · 1,76 A1(C2H5)3.
Derartige Verhältnisse hat man manchmal, wenn die komplexe Bindung von zwei Komponenten schwach
ist. Die erhaltene Flüssigkeitsphase darf man als eine Mischung von wahrer 1:2-Verbindung mit wahrer
1:1-Verbindung auffassen.
Beim Kaliumazid konnte man sowohl die 1:1-wie die 1: 2-Verbindung für sich herstellen.
Außer mit Aluminiumtriäthyl bilden die Alkaliazide auch Komplexverbindungen mit anderen Aluminiumalkylen,
z. B. Aluminiumtrimethyl, Aluminiumtripropyl oder Aluminiumtriisobutyl.
Die neuen Komplexverbindungen sind bei Zimmertemperatur flüssig. Sie sind thermisch verhältnismäßig
stabil und lassen sich auch bei höheren Temperaturen handhaben. Bei hohen Temperaturen, insbesondere
im Vakuum, lassen sie sich in ihre Komponenten spalten. Bestehen zwischen einem Alkaliazid und
einem Aluminiumalkyl mehrere Komplexverbindungen, so erfolgt diese Spaltung stufenweise derart, daß
Verfahren zur Herstellung von
aluminiumorganischen Komplexverbindungen
aluminiumorganischen Komplexverbindungen
Anmelder:
Dr. Dr. e. h. Karl Ziegler,
Mülheim/Ruhr, Kaiser-Wilhelm-Platz 1
Mülheim/Ruhr, Kaiser-Wilhelm-Platz 1
Dipl.-Chem. Dr. WoK Rainer Kroll, Witten-Annen,
ist als Erfinder genannt worden
die höheren Komplexverbindungen, ζ. B. die 1: 2-Natriumazid-Aluminiumtriäthyl-Verbindung,
sich zuerst in die niedere, d. h. in die 1:1,76-Verbindung
spalten läßt und diese wiederum in die reinen Komponenten.
Die Azidkomplexe sind mit Kohlenwasserstoffen nicht mischbar und in nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen
schwer löslich. Sie lösen sich beispielsweise nicht oder wenig in Paraffinen, Kohlenwasserstoffen,
in Cyclohexan oder in flüssigen Olefinen. Wegen dieser schweren Löslichkeit bzw. Nichtmischbarkeit
können die neuen Komplexverbindungen zur Abtrennung der Alumiriiumtrialkyle aus ihren Mischungen
mit anderen Stoffen benutzt werden.
Die höheren Azidkomplexverbindungen dissoziieren in geeigneten Lösungsmitteln, in die niedrigere Azidkomplexverbindung
und freies Aluminiumtrialkyl oder sogar in Aluminiumtrialkyl und Natriumazid,
wenn das Verhältnis Natrium zu Aluminium des niedrigeren Azidkomplexes unterschritten wird. Diese
Dissoziation kann man benutzen, um durch Extraktion einen höheren Azidkomplex in einen niedrigeren
oder gar den niedrigeren Azidkomplex in Natriumazid und Aluminiumtrialkyl zu spalten.
Die neuen Komplexverbindungen können, wie bereits ausgeführt, zu Trennungen verschiedener Art
ausgenutzt werden. Ferner können sie wegen ihres niedrigeren Schmelzpunktes als Elektrolyte benutzt
werden. Schließlich können sie wegen ihrer Instabilität bei hohen Temperaturen und ihrer Totalzersetzung
unter Bildung großer Gasvolumina als Brennstoffe
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von hoher Energie bzw. als Zusätze zu Brennstoffen benutzt werden.
Darstellung eines niederen Azidkomplexes mit dem Verhältnis Natrium zu Aluminium wie 1:1,76
21 g Natriumazid (getrocknet) werden mit 59 g Aluminiumtriäthyl unter Rühren bei Zimmertemperatur umgesetzt. Das meiste Natriumazid reagiert bereits bei Raumtemperatur. Um sicher zu sein, daß alles Natriumazid reagiert hat, wird die Mischung für einige Stunden auf 80° C erwärmt. Danach ist immer noch einiges Natriumazid übriggeblieben, das nicht reagiert hat. Nach Kühlen und Absetzen wird die Flüssigkeit dekantiert und analysiert.
21 g Natriumazid (getrocknet) werden mit 59 g Aluminiumtriäthyl unter Rühren bei Zimmertemperatur umgesetzt. Das meiste Natriumazid reagiert bereits bei Raumtemperatur. Um sicher zu sein, daß alles Natriumazid reagiert hat, wird die Mischung für einige Stunden auf 80° C erwärmt. Danach ist immer noch einiges Natriumazid übriggeblieben, das nicht reagiert hat. Nach Kühlen und Absetzen wird die Flüssigkeit dekantiert und analysiert.
Aluminium 17,85%
Natrium 8,64·%
Verhältnis Natrium zu Aluminium wie 1:1,76.
Ungefähr 1,7 g Natriumazid wurden wiedergewonnen.
Der Komplex wurde zweimal mit dem gleichen Volumen an Dodecen bei Zimmertemperatur behandelt.
Nach der letzten Extraktion enthielt die Dodecenschicht 1,14% Aluminium und weniger als
0,01% Natrium, was 6% des gesamten Aluminiums des Komplexes und 0,001% des gesamten Natriums
entspricht. Der extrem niedere Natriumwert beweist, daß eine Dissoziation des Komplexes stattfindet.
Darstellung eines höheren Azidkomplexes mit dem Verhältnis Natrium zu Aluminium wie 1: 2,1
15,5 g Natriumazid wurden mit 83,5 g Aluminiumtriäthyl
bei Zimmertemperatur umgesetzt. Der größte Teil des Natriumazids verschwand bereits bei
Zimmertemperatur. Zwei flüssige Schichten wurden gebildet. Um die Reaktion zu vervollständigen, wurde
die Reaktionsmischung mehrere Stunden auf 80° C erwärmt. Die untere Schicht wurde abgetrennt und
analysiert. Sie enthielt 18,8% Aluminium und 7,7% Natrium. Das Verhältnis Natrium zu Aluminium war
1:2,1.
Nach Waschen mit η-Hexan und Entfernung des Lösungsmittels ergab die Analyse 17,95% Aluminium,
8,5% Natrium, d. h. ein Verhältnis von Natrium zu Aluminium wie 1:1,81. Dieses zeigt, daß der
höhere Azidkomplex durch Extraktion zum niederen Azidkomplex abgebaut wird.
33 g Natriumazid, das zuvor sorgfältig getrocknet worden war, wurden mit 163 g Aluminiurntri-npropyl
unter Rühren versetzt, wobei die Komplexbildung schon bei Zimmertemperatur einsetzte.
Durch Rührung und Erwärmung auf 50° C konnte die Komplexbildung rasch beendet werden, d. h.,
praktisch alles Natriumazid löste sich auf. Der Komplex blieb auch nach dem Erkalten flüssig. Er bildete
mit weiterem Aluminiumtripropyl eine zweite Phase.
27 g Kaliumazid (trocken) wurden mit 39 g Aluminiumtriäthyl umgesetzt, wobei eine Erwärmung
ohne Gasentwicklung festzustellen war. Beim Erwärmen auf 65° C (noch schneller auf bis zu 1200C)
und kräftigem Rühren wurde eine klare Lösung erhalten, die nach dem Abkühlen bei Zimmertemperatur
viskos wurde und aus der sich erst nach längerem Stehen einige Kristalle ausschieden. Die viskose
Flüssigkeit hat genau die Zusammensetzung KN3 · Al(C2H5V
Zu dieser Mischung wurden weitere 39 g Aluminiumtriäthyl gegeben, wobei wiederum Erwärmung
stattfand, und nach Erwärmen auf etwa 70° C wurde eine einzige klare Phase erhalten, die nach dem Abkühlen
viskos wurde. Dieser 2:1-Komplex erwies
sich als unlöslich in weiterem Aluminiumtriäthyl und nur wenig löslich in n-Hexan.
4 g Natriumazid wurden mit 35 g Aluminiumtriisobutyl (das ist mehr als zur Bildung des 1:2-Natriumazid-Triisobutylaluminium-Komplexes
notwendig ist) gerührt und bis auf 70° C erwärmt, wobei sich das Natriumazid vollständig auflöste. Nach dem
Abkühlen wurde keine Ausbildung einer zweiten Phase beobachtet, was bedeutet, daß der gebildete
1:2-Komplex im Überschuß von Aluminiumtriisobutyl
löslich ist.
65 g gründlich getrocknetes Natriumazid werden unter Schutzgas (Stickstoff oder Argon) in einer
Kugelmühle, wie sie in Liebigs Annalen, Bd. 589, S. 110 (1954), beschrieben worden ist, mit 145 g
Aluminiumtrimethyl und 200 ecm trockenem Octan anhaltend naß zermahlen. Von Zeit zu Zeit läßt man
absitzen, zieht eine Probe vom überstehenden Octan ab und ermittelt ihren Aluminiumgehalt. Sobald der
Aluminiumwert auf einen sehr kleinen, konstant bleibenden Wert herabgesunken ist, ist die Reaktion
beendet. Man füllt die Suspension des gebildeten festen Komplexes aus, läßt absitzen, gießt überstehendes
Lösungsmittel ab und verdampft aus dem zurückbleibenden Brei das Octan im Vakuum bei 50
bis 60° C. Der Komplex NaN3 · 2 A1(CH3)3 verbleibt
als weißes Pulver.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von aluminiumorganischen Komplexverbindungen, dadurch ge
kennzeichnet, daß Alkaliazide, insbesondere Natriumazid, mit Aluminiumalkylen, gegebenenfalls
in Gegenwart von Lösungsmitteln, umgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung durch Erwärmen
auf 50 bis 120° C vervollständigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl entsprechender
Mengen Aluminiumtriäthyl und Natriumazid Verbindungen der Formel NaN3 · 2 A1(C2H3)3
oder NaN3 · 1,76 A1(C2HS)3 hergestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl entsprechender
Mengenverhältnisse von Aluminiumtriäthyl und Kaliumazid Verbindungen der Formeln
Kn3-2Al(C2Hg)3 oder KN3 ■ Al(C2Hä)3 hergestellt
werden.
© 309 669/341 8.63
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1270042B (de) * | 1964-02-12 | 1968-06-12 | Raffinage Cie Francaise | Verfahren zum Abtrennen von Aluminiumalkylverbindungen aus Gemischen |
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|---|---|---|---|---|
| US2889385A (en) * | 1956-04-10 | 1959-06-02 | Exxon Research Engineering Co | Preparation of long chain olefins from aluminum trialkyl and ethylene |
| US2863896A (en) * | 1956-07-11 | 1958-12-09 | Exxon Research Engineering Co | Preparation of pure aluminum alkyls |
| US3098862A (en) * | 1960-07-11 | 1963-07-23 | Ethyl Corp | Complex bimetallic organometallic compounds and method for their preparation |
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- NL NL262406D patent/NL262406A/xx unknown
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- 1960-03-15 DE DEZ7878A patent/DE1165031B/de active Pending
- 1960-03-15 DE DEZ7877A patent/DE1153370B/de active Pending
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1961
- 1961-03-15 GB GB9532/61A patent/GB933490A/en not_active Expired
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1964
- 1964-09-30 US US411171A patent/US3406187A/en not_active Expired - Lifetime
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| GB933490A (en) | 1963-08-08 |
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