DE1237998B

DE1237998B - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumisopropylat

Info

Publication number: DE1237998B
Application number: DE1965SC037173
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Hans Plum; Dipl-Chem Dr Arthur Bokranz
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1965-06-04
Filing date: 1965-06-04
Publication date: 1967-04-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumisopropylat Die Darstellung von Aluminiumisopropylat geschieht im allgemeinen durch Umsatz von Aluminium mit Isopropanol bei erhöhter Temperatur und in Gegenwart von Katalysatoren, wie z. B. Jod, Brom, Quecksilberchlorid oder Aluminiumchlorid oder auch Aluminiumisopropylat selbst. Die erwähnten Katalysatoren haben jedoch große Nachteile: Der Gebrauch von Jod, Brom, Quecksilberchlorid oder Aluminiumchlorid ist ungünstig, weil durch diese Substanzen das Endprodukt der Reaktion verunreinigt wird.
Katalysiert man die Reaktion durch Zugabe von Aluminiumisopropylat, so erhält man zwar ein reines Endprodukt, dafür muß man aber längere Reaktionszeiten in Kauf nehmen.
Überraschenderweise wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumisopropylat gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch von Aluminium und Alkyl-Aluminium-Verbindungen der allgemeinen Formel AlR'2R", worin R' ein Alkylrest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und R" gleich R' oder ein Wasserstoffatom ist, mit Isopropanol vorzugsweise in Gegenwart eines indifferenten Lösungsmittels und unter Ausschluß von Luftsauerstoff reagieren läßt.
Man erhält so in schneller Reaktion ein sehr reines Aluminiumisopropylat.
Die Reaktion setzt nach der Zugabe von Isopropanol zu der Mischung von Aluminium und Atkyi-Aluminium-Verbindung sofort oder nach gelindem Erwärmen auf etwa 40 bis 650 C ein. Im Verlaufe der lebhaften Reaktion steigt die Temperatur auf etwa 80 C an.
Nach Aufhören der Wasserstoffentwicklung erwärmt man zweckmäßigerweise das Reaktionsgemisch noch 1/2 bis 1 Stunde nach. Die Reaktion wird unter Ausschluß von Luftsauerstoff durchgeführt. Das Aluminium wird vorzugsweise als Pulver oder Späne in die Reaktion eingesetzt. Als Alkyl-Aluminium-Verbindungen können beispielsweise Al(C2H5)1, Al (iC4Hg) 3 oder (iC4H9)2AlH verwendet werden. Das Verhältnis von organisch gebundenem Aluminium zu metallischem Aluminium beträgt im Ausgangsmaterial für die Reaktion im allgemeinen 0,01: 1 bis 0,5: 1, vorzugsweise 0,05:1 bis 0,2: 1. Zur besseren Abführung der auftretenden Reaktionswärme ist ein Zusatz von inerten Lösungsmitteln zweckmäßig. Als Lösungsmittel eignen sich gesättigt-aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder deren Mischungen.
Geht man bei der Darstellung des Aluminiumisopropylates nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor, so erzielt man einen etwa doppelt so raschen Umsatz, als wenn man das Aluminium in Gegenwart von Aluminiumisopropylat umsetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist technisch von großer Bedeutung. Bei der Direktsynthese von Alkyl-Aluminium-Verbindungen fallen als Rückstände Aufschlämmungen von Aluminiumpulver in inerten Kohlenwasserstoffen an, die noch beträchtliche Mengen von Alkyl-Aluminium-Verbindungen enthalten.
Ein solcher als typisch anzusehender Rückstand enthält z. B. : 18, 5°/o Aluminium, 15°/o (iC4H9)2AlH und 65 °/0 inertes Verdünnungsmittel. Diese Rückstände, die wegen ihrer starken Verdünnung für einen erneuten Umsatz zu Alkyl-Aluminium-Verbindungen unbrauchbar waren und daher vernichtet werden mußten, können ohne weiteres zur Herstellung von Aluminiumisopropylat verwendet werden. Es ist damit also ein Weg gefunden worden, auf dem man in besonders vorteilhafter Weise zu dem in der präparativen organischen Chemie häufig angewendeten Aluminiumisopropylat gelangen kann.
Beispiel 1 In einem mit Rührer, Rückflußkühler und Tropftrichter versehenen Glaskolben läßt man unter Stickstoff zu einer Mischung von 12,7 g Aluminiumpulver (Reynolds LS 929), 7 g (iC4Hg) 2AlH und 50 g eines gesättigten Kohlenwasserstoffgemisches vom Siedepunkt 80 bis 110° C unter kräftigem Rühren 350 ml Isopropanol hinzutropfen. Anschließend wird das Reaktionsgemisch erwärmt. Bei etwa 40°C setzt die Reaktion unter Wasserstoffentwicklung ein. Ohne weitere Wärmezufuhr von außen steigt die Reaktionstemperatur auf etwa 80°C an. Nach etwa 55 Minuten ist die Wasserstoffentwicklung beendet. Man läßt noch 1/2 Stunde nachreagieren, zieht sodann im schwachen Vakuum Verdünnungsmittel und überschüssiges Isopropanol ab und fraktioniert den Rückstand bei etwa 2 Torr. Nach einem geringen Vorlauf erhält man bei 112 bis 1200 C 90 g einer Fraktion, die aus reinem Aluminiumisopropylat besteht. Das Destillat erstarrt nach einiger Zeit zu einer harten, weißen Masse mit einem Aluminiumgehalt von 13,3 3°/o. Die Ausbeute an Aluminiumisopropylat beträgt 85 0/o der Theorie.
Beispiel 2 Nach der Vorschrift von Beispiel 1 werden 12,7 g Aluminium, 50 ml Kohlenwasserstoffgemisch und 3,5 g (iC4H9)2AlH mit 350 ml Isopropanol umgesetzt.
Die Reaktion setzt beim Erwärmen auf etwa 55°C ein und ist nach 60 Minuten beendet. Man erhält 85 g Aluminiumisopropylat.
Beispiel 3 Nach der Vorschrift von Beispiel 1 setzt man 12,7 g Aluminium, 50 ml Kohlenwasserstoffgemisch und 7 g Al(iC4H9)3 mit 350 ml Isopropanol um. Nach Erwärmen auf 65°C springt die Reaktion an. Sie ist nach 70 Minuten beendet. Man erhält 88 g Aluminiumisopropylat.
Beispiel 4 In einen mit Rührer, Rückflußkühler und Tropftrichter versehenen Glaskolben gibt man unter N2 100 g eines Aluminiumrückstandes, der 18,5 g Al-Pulver, 15 g (iC4H9)2AlH und 65 g eines gesättigten Kohlenwasserstoffgemisches vom Siedepunkt 80 bis 110°C enthält und der bei der Direktsynthese von Alkyl-Alumnium-Verbindungen nach Z i e g 1 e r an- gefallen ist. Dazu läßt man unter Rühren 500 ml Isopropanol tropfen. Bereits nach Zugabe von 20 bis 30 ml Isopropanol setzt die Reaktion ein und die Temperatur steigt ohne Wäremzufulir von außen auf 80°C an. Nach etwa 35 Minuten ist die Wasserstoffentwicklung beendet. Man läßt noch 1 Stunde bei 80°C nachreagieren und zieht dann-Verdiinnungsr mittel und überschüssiges Isopropanol im schwachen Vakuum ab. Durch Fraktionierung des Rückstandes erhält man 145 g reines Aluminiumisopropylat.
Die Ausbeute, bezogen auf den Al-Gehalt des Rückstandes, beträgt 89) 5°/o der Theorie.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumisopropylat, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Aluminium und Alkyl-Aluminium-Verbindungen der allgemeinen Formel AlR'2R", worin R' ein Alkylrest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und R't gleich R' oder ein Wasserstoffatom ist, mit Isopropanol vorzugsweise in Gegenwart eines indifferenten Lösungsmittels und unter Ausschluß von Luftsauerstoff reagieren läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von organisch gebundenem Aluminium zu metallischem Alùminium 0,01: 1 bis 0,5: 1, vorzugsweise 0,05:1 bis 0,2: 1, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial Rückstände verwendet, die bei der Direktsynthese von Alkyl-Aluminium-Verbindungen anfallen.