烷醇铝的制备方法
【专利摘要】本发明的课题在于提供一种可以通过金属铝和醇的固液反应高效制备烷醇铝的烷醇铝的制备方法。本发明的烷醇铝的制备方法包括混合醇和烷醇铝来调制醇/烷醇铝的重量比为5/95～85/15的混合液的工序（a）以及在选自镓和铟中的至少一种的存在下，在混合液中使醇和金属铝反应的工序（b）。
【专利说明】烷醇铝的制备方法
【技术领域】
[0001]本专利申请要求基于日本专利申请第2011-199430号(2011年9月13日申请)的巴黎公约上的优先权，此处通过引用将上述申请所记载的全部内容引入本说明书中。
[0002]本发明涉及烷醇铝的制备方法。具体来说，本发明涉及通过金属铝和醇的固液反应来制造烷醇铝的方法。
【背景技术】
[0003]烷醇铝作为高纯度氧化铝的原料、有机合成催化剂、脱水缩合剂、表面处理剂、涂料、墨水、粘合剂等改良用添加剂、或疏水剂、功能性玻璃等被广泛使用。
[0004]近年来，在显示材料、能源、汽车、半导体、电脑这样的被期予高度发展的领域内，高纯度氧化铝的需求扩大，需要高效制备作为其原料的烷醇铝。
[0005]作为烷醇铝的制备方法，公知的是使金属铝和醇发生固液反应的制备方法。专利文献I公开了，在镓、铟或这些金属的化合物中的至少一种相对于液相存在0.02~50ppm(金属换算)的条件下发生固液反应的方法。专利文献2公开了，在催化剂不存在的情况下，作为金属招使用直径为2mm~IOOmm的粒状招,在使用的醇中的含水量为2000ppm以下的条件下发生固液反应的方法。
[0006]现有技 术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平5-25070号公报
[0009]专利文献2:日本特开平6-172236号公报
【发明内容】
[0010]但是，专利文献1、2所述的方法并不能高效制备烷醇铝。所以，需要比以往的方法更闻效地制备烧醇招。
[0011]因此，本发明的目的在于提供一种可以通过金属铝和醇的固液反应来高效制备烷醇铝的烷醇铝的制备方法。
[0012]本发明人等为了解决上述课题进行了认真研讨。其结果得到新发现，即，在按规定比例含有烷醇铝的混合液中，在催化剂的存在下使金属铝和醇发生固液反应时，反应容易进行，从而完成本发明。
[0013]SP，本发明包括以下构成。
[0014](I)烷醇铝的制备方法，其特征在于，包括工序(a)和(b)。
[0015]工序(a)为混合醇和烷醇铝来调制醇/烷醇铝的重量比为5/95~85/15的混合液的工序。
[0016]工序(b)为在选自镓和铟中的至少一种的存在下，在混合液中使醇和金属铝反应的工序。
[0017](2)如上述(I)所述的烷醇铝的制备方法，其中，使用含有选自镓和铟中的至少一种的金属铝，进行金属铝和醇的固液反应。
[0018](3)如上述(I)或(2)所述的烷醇铝的制备方法，其中，烷醇铝如下述式(i)所示。
[0019]Al (OR1) 3 ⑴
[0020]式中，R1分别独立地为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
[0021](4)如上述(I)~(3)中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中，醇如式(ii)所
/Jn ο
[0022]R2OH (ii)
[0023]式中，R2为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
[0024](5)如上述(I)或(2)所述的烷醇铝的制备方法，其中，烷醇铝如式(iii)所示，且醇如式(iv)所示。
[0025]Al (OR3)3(iii)
[0026]R3OH(iv)
[0027]式中，R3为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
[0028](6)如上述(3)所述的烷醇铝的制备方法，其中，R1为异丙基。
[0029](7)如上述(4)所述的烷醇铝的制备方法，其中，R2为异丙基。
[0030](8)如上述(I)~(7)中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中，工序(a)中混合液的调制在温度10~70°C下进行。
[0031](9)如上述(I)~(8)中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中，工序(b)的反应在温度75~110°C下进行。
[0032](10)如上述(I)~(9)中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中，金属铝的量相
对于混合液为I重量％~60重量％。
[0033](11)如(I)~(10)中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，还包括工序(C)。
[0034]工序(C)为从工序(b)中得到的混合物中回收烷醇铝的工序。
[0035]发明效果
[0036]根据本发明的制备方法可以高效制备烷醇铝，所述制造方法为在醇和烷醇铝的重量比为5/95~85/15的混合液中，在催化剂的存在下，使醇和金属铝反应的制造方法。
【具体实施方式】
[0037]本发明的烷醇铝的制备方法包括混合醇和烷醇铝来调制混合液的工序(a)以及使醇和金属铝在催化剂的存在下反应的工序(b)。
[0038](金属铝)
[0039]作为原料使用的金属铝的纯度没有特别限定，但例如，将通过本发明的制备方法得到的烷醇铝作为纯度99.99%以上的高纯度氧化铝的原料使用的情况下，优选99.99%以上的高纯度。若纯度在上述范围内，则由于金属铝中的铁、硅、铜、镁等杂质浓度相对于金属铝的总重量为IOOppm以下，因此不需要提纯得到的烷醇铝。
[0040]另外，对于发生固液反应前的金属铝，选自镓和铟的至少一种金属相对于金属铝的总重量，优选含有0.02~50ppm，更优选含有0.1~40ppm，特别优选含有0.5~20ppm。因此，可以在不向混合液中新添加催化剂，或者在添加量少的情况下进行反应。
[0041]作为金属铝的形状，没有特别限定，可以举出例如铸块、小片、板、箔、线、粉末等。
[0042](烷醇铝)
[0043]作为烷醇铝，没有特别限定，优选使用与作为制备目标的烷醇铝同样的化合物。作为烷醇铝的例子，具体可以举出下述式(i )表示的烷醇铝等，其中，优选异丙醇铝。
[0044]Al (OR1) 3(i)
[0045]式中，R1分别独立地为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中选出的至少一种基团，其中，优选异丙基，更优选与下述式(ii)中的R2同样的基团。
[0046](醇)
[0047]作为形成混合液的醇，优选碳数I~8的一元醇，其中，由于有碳链越长与金属铝的反应性越低的可能性，因而更优选下述式(ii)表示的醇，特别优选异丙醇。
[0048]R2OH(ii)
[0049]式中，R2为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团，其中，优选异丙基。
[0050]在不影响上述固液反应的范围内，醇可以含有苯、甲苯等溶剂。
[0051]另外，含有醇的液体中可以含有丙酮等酮类，但是该酮类相对于含有醇的液体的总重量的含量在130ppm以下的范围内，并在不影响固液反应的前提下优选。
[0052](催化剂)
[0053]催化剂为选自镓和铟中的至少一种。这些也可以作为化合物存在。作为镓、铟的化合物，可以举出例如甲醇盐、乙醇盐、异丙醇盐等醇盐化合物；苯醇盐等芳醇盐化合物；甲酸盐、乙酸盐等碳酸盐化合物；乙酰丙酮化合物、氯化物等无水卤化物。可以从这些催化剂中选择单独或混合使用在使用的醇或其他溶剂中有溶解度的催化剂。
[0054]< 工序(a)>
[0055]工序(a)中，醇/烷醇铝以重量比5/95~85/15，优选以5/95~80/20，更优选以5/95~70/30混合醇和烷醇铝，而得到混合液。
[0056]若重量比在上述范围内，则可以有效促进固液反应的进行。
[0057]调制混合液时的醇和烷醇铝的混合顺序和混合方法没有特别限定，根据需要可以在搅拌中进行，也可以在加热中进行。
[0058]加热混合液来调制的情况下，混合液的温度优选15~65°C，更优选20~60°C。若温度在上述范围内，则可以进一步促进反应。
[0059]<工序(b)>
[0060]工序(b)中，例如在按上述方法得到的混合液中放入金属铝，在催化剂的存在下，使醇和金属铝进行固液反应。
[0061]进行固液反应时，根据分批式或连续式等反应方式、或期望的烷醇铝的浓度的不同，醇和金属铝的使用量比不能一概而论，金属铝的量相对于混合液的总重量为I~70重量％，优选1.5~65重量％，特别优选1.5~60重量％。若金属铝的量在上述范围内，则可以进一步促进金属铝和醇的固液反应，能够更高效地制造烷醇铝。
[0062]相对于与金属铝接触的混合液中含有的Al的重量(其中，在镓、铟的化合物的情况下，是通过金属换算的值)，催化剂的含量优选0.02~50ppm,更优选0.1~40ppm。催化剂的含量若低于0.02ppm，则反应促进效果有不充分的情况，另一方面，若超过50ppm，则得到的烷醇铝作为高纯度氧化铝等细陶瓷粉末的原料使用时，镓、铟作为杂质进入最后产品，有产生使烧结性、光学特性恶化等问题的可能。
[0063]作为使催化剂在混合液中存在的方法，如果是能使混合液中的催化剂的浓度在上述范围内的方法，则没有特别限制，但例如从更有效地在固液界面发挥促进效果的观点来看，优选使用以下方法:预先以混合分散或固溶等公知的方法含有催化剂，固液反应时一边使催化剂在混合液中分散或洗提，一边使金属铝和醇反应。
[0064]此外，考虑到从金属铝中洗提的量和直接向混合液中添加的量，需要的镓和/或铟的量也可并用。
[0065]金属铝和醇的固液反应过程中的反应温度，如果能使反应进行则没有特别的限定，优选75~110°C，更优选80~100°C。尤其从促进反应的观点来看，优选在使用的混合液沸腾、回流的条件下进行反应。
[0066]本发明还可以包 括从通过上述工序(b)得到的混合物中回收烷醇铝的工序。
[0067]实施例
[0068]以下，举实施例具体说明本发明，但本发明并不被以下实施例限定。
[0069](实施例1)
[0070]向带有回流冷凝器的2升可分离型烧瓶中，添加使异丙醇(A)和异丙醇铝(B)按重量比(A/B) 15/85混合而成的混合液100重量份。
[0071]接着，将下端装有搅拌用转动桨叶，被聚四氟乙烯覆盖了的轴体的外周面安装了聚四氟乙烯管的2.3重量份的铝片(大小:直径约16.5mmX长度约40mm，纯度:99.999%，Ga/Al=2.0ppm)放入溶液中，一边使铝片绕轴以200rpm搅拌，一边在醇混合液的沸腾回流下(约84°C)反应630分钟。随着反应的进行确认到氢气的生成和铝的溶解。
[0072]反应630分钟后，取出铝片时，结果铝片的溶解量为36.2%。
[0073](实施例2)
[0074]混合液中的异丙醇和异丙醇铝的重量比设为60/40，反应时间设为717分钟之外，进行了与实施例1同样的操作。
[0075]反应717分钟后，取出铝片，结果铝片的溶解量为20.6%。
[0076](实施例3)
[0077]除了混合液中异丙醇和异丙醇铝的重量比设为55/45，反应时间设为716分钟之外，进行了与实施例1同样的操作。
[0078]反应716分钟后，取出铝片时，铝片的溶解量为14.7%。
[0079](实施例4)[0080]除了混合液中异丙醇和异丙醇铝的重量比设为50/50，反应时间设为715分钟之外，进行了与实施例1同样的操作。
[0081]反应715分钟后，取出铝片，结果铝片的溶解量为16.0%。
[0082](比较例I)
[0083]混合液中异丙醇和异丙醇铝的重量比设为100/0，反应时间设为716分钟之外，进行了与实施例1同样的操作。基本没有确认到氢气的生成。
[0084]反应716分钟后，取出铝片`，结果铝片的溶解量为0.0%。
【权利要求】
1.一种烷醇铝的制备方法，其特征在于，包括工序(a)和工序(b)， 工序(a)为混合醇和烷醇铝来调制醇/烷醇铝的重量比为5/95~85/15的混合液的工序； 工序(b)为在选自镓和铟中的至少一种的存在下，在混合液中使醇和金属铝反应的工序。
2.如权利要求1所述的烷醇铝的制备方法，其中， 使用含有选自镓和铟中的至少一种的金属铝，进行金属铝和醇的固液反应。
3.如权利要求1或2所述的烷醇铝的制备方法，其中， 烷醇铝如下述式(i)所示， Al (OR1) 3⑴ 式中，R1分别独立地为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
4.如权利要求1~3中任一项所述的烷醇铝的制备方法，其中， 醇如式(ii)所示， R2OH (ii)` 式中，R2为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
5.如权利要求1或2所述的烷醇铝的制备方法，其中， 烧醇招如式(iii)所示，且醇如式(iv)所示， Al (OR3)3(iii) R3OH(iv) 式中，R3为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、新丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、新己基、正庚基、异庚基、新庚基、正辛基、异辛基和新辛基中的至少一种基团。
6.如权利要求3所述的烷醇铝的制备方法，其中，R1为异丙基。
7.如权利要求4所述的烷醇铝的制备方法，其中，R2为异丙基。
8.如权利要求1~7中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中， 工序(a)中，混合液的调制在温度10~70°C下进行。
9.如权利要求1~8中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中， 工序(b)的反应在温度75~110°C下进行。
10.如权利要求1~9中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，其中， 金属招的量相对于混合液为I重量％~60重量％。
11.如权利要求1~10中任意一项所述的烷醇铝的制备方法，还包括工序(C)， 工序(c)为从工序(b)中得到的混合物中回收烷醇铝的工序。
【文档编号】C07C31/32GK103781750SQ201280044350
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2011年9月13日
【发明者】奥迫显仙, 表上亚由美, 藤原进治 申请人:住友化学株式会社