一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法
【专利摘要】本发明一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，以8-羟基喹啉和甲酸铝为原料，具体包括三个步骤。第一步添加物料：按照8-羟基喹啉:甲酸铝=3:1的摩尔比，将反应原料交替加入球磨罐中；研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质量比为10:1～20:1。第二步球磨反应：球磨罐抽真空，真空度小于0.1Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为100r/min～200r/min，球磨时间为1h～2h，获得黄色产物。第三步真空干燥：将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50℃下，真空干燥2h，即得纯度为97%～99%的8-羟基喹啉铝。本发明具有产率高、无废水排放、工艺流程短、生产成本低等优点。
【专利说明】一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，特别是涉及一种以甲酸铝为主要 原料、固相法直接合成纯8-羟基喹啉铝的方法。
【背景技术】
[0002] 8-羟基喹啉铝是一种非常理想的绿色发光材料，具有良好的发光特性、成膜性和 热稳定性，被广泛应用于有机电致发光器件中。不过，纯度大于95%的8-羟基喹啉铝，才能 用作有机发光材料。目前，工业化合成8-羟基喹啉铝的方法是液相化学沉淀法。反应原料 是8-羟基喹啉和无机铝盐，比如硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等水溶性铝盐。一般合成程序是： 首先，将铝盐溶于水，将8-羟基喹啉溶于有机溶剂，比如无水乙醇等；然后，在一定条件下 将8-轻基喹啉的有机溶剂溶液滴加到错盐的水溶液中；最后，反应完毕，抽滤、洗漆、干燥。 在各种液相化学沉淀法合成8-羟基喹啉铝的反应体系中，最常见的液相体系是水一乙醇 体系。由于反应体系中氧和水的共同作用，而引发8-羟基喹啉铝发生聚合反应等副反应， 导致液相化学沉淀法合成的8-羟基喹啉铝纯度低(通常为75%?80%)、产率低。结果是， 液相化学沉淀法不可能直接合成纯度在95%之上的8-羟基喹啉铝。因此，必须采用升华法 或柱色谱法对液相化学沉淀法合成的8-羟基喹啉铝进行多次提纯，才能获得纯度高于95% 的8-羟基喹啉铝以满足发光材料的要求。然而，升华法或柱色谱法提纯过程相当复杂，无 法大批量生产。而且，为了提高产率，通常使沉淀剂8-羟基喹啉大大过量。由此可知，现有 液相化学沉淀法纯8-羟基喹啉铝的合成方法，由于产率低、流程复杂、生产规模小等因素， 必然导致生产成本高昂。因此，现有工业化合成8-羟基喹啉铝的方法，不仅生产成本高，而 且排放含有8-羟基喹啉和有机溶剂的废水。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有工业化合成8-羟基喹啉铝的方法存在流程复杂、生产 成本高、污染大的缺点，提出一种流程简短、生产成本低、污染小的合成8-羟基喹啉铝的新 方法。
[0004] 本发明不采用液相反应体系，而是采用真空固相反应体系。通过固相反应消除了 水对合成8-羟基喹啉铝的不良影响；通过抽真空消除了氧对合成8-羟基喹啉铝的不良影 响。由于消除了水和氧引发的副反应，因此合成的8-羟基喹啉铝纯度高，纯度直接可以达 至IJ 97%?99%。免除了液相化学沉淀法中复杂的多次提纯操作，可以降低生产成本。本发明 通过机械力强化反应，反应原料8-羟基喹啉不需要过量，可以降低生产成本。合成流程简 短，易于大规模直接生产纯度满足发光材料要求的纯8-羟基喹啉铝，可以降低生产成本。 固相反应体系，既不使用水，也不使用有机溶剂，无废水排放，不仅可以保护环境，而且可以 降低生产成本。
[0005] 本发明的反应原理为： A1 (HC00) 3 + 3 C9H6N0H = A1 (C9H6N0) 3 + HC00H 本发明一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，采用真空、固相反应体系，以8-羟基喹啉和 甲酸铝为原料合成纯8-羟基喹啉铝，具体通过以下步骤来实现： 第一步，添加物料 按照摩尔比为8-羟基喹啉：甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入球磨罐中；研磨球为玛 瑙球，研磨球与物料质量比为10:1?20:1。
[0006] 第二步，球磨反应 球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为100 r/ min?200 r/min，球磨时间为1 h?2 h，获得黄色产物。
[0007] 第三步，真空干燥 将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50 °C下，真空干燥2 h，即得纯度为 97%?99%的8-羟基喹啉铝。
[0008] 本发明的优点是：1)无废水排放，保护环境。2)价格较高的反应原料8-羟基喹啉 不需要过量。3)合成工艺流程短。4)8-羟基喹啉铝的产率高。5)生产成本低。6)真空干 燥时，可以回收甲酸，反应原料的利用效率高。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合具体实施例对本发明所述的一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法作进一步 描述。
[0010] 实施例1 : 第一步，添加物料 按照摩尔比为8-羟基喹啉：甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入100 L球磨罐中，8-羟 基喹啉总计加入6. 438 kg，甲酸错总计加入2. 395 kg。研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质 量比为15:1，玛瑙球的质量为132. 5 kg。
[0011] 第二步，球磨反应 球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为150 r/min， 球磨时间为1. 5 h，获得黄色产物。
[0012] 第三步，真空干燥 将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50°c下，真空干燥2 h，即得纯度为98% 的8-羟基喹啉铝。抽真空排出的气体含有甲酸，采用冷凝法回收甲酸。
[0013] 实施例2: 第一步，添加物料 按照摩尔比为8-羟基喹啉：甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入100 L球磨罐中，8-羟 基喹啉总计加入9. 657 kg，甲酸错总计加入3. 593 kg。研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质 量比为10:1，玛瑙球的质量为132. 5 kg。
[0014] 第二步，球磨反应 球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为200 r/min， 球磨时间为1 h，获得黄色产物。
[0015] 第三步，真空干燥 将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50°C下，真空干燥2 h，即得纯度为97% 的8-羟基喹啉铝。抽真空排出的气体含有甲酸，采用冷凝法回收甲酸。
[0016] 实施例3 : 第一步，添加物料 按照摩尔比为8-羟基喹啉：甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入100 L球磨罐中，8-羟 基喹啉总计加入4. 828 kg，甲酸错总计加入1.797 kg。研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质 量比为20:1，玛瑙球的质量为132.5 kg。
[0017] 第二步，球磨反应 球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为100 r/min， 球磨时间为2 h，获得黄色产物。
[0018] 第三步，真空干燥 将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50°C下，真空干燥2 h，即得纯度为99% 的8-羟基喹啉铝。抽真空排出的气体含有甲酸，采用冷凝法回收甲酸。
【权利要求】
1. 一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，其特征在于：所述的合成方法采用真空、固相反 应体系，以8-羟基喹啉和甲酸铝为原料合成纯8-羟基喹啉铝，具体通过以下步骤来实现： 第一步，添加物料 按照8-羟基喹啉：甲酸铝=3:1的摩尔比，将反应原料交替加入球磨罐中；研磨球为玛 瑙球，研磨球与物料质量比为10:1?20:1 ; 第二步，球磨反应 球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为100 r/ min?200 r/min，球磨时间为1 h?2 h，获得黄色产物； 第三步，真空干燥 将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50 °C下，真空干燥2 h，即得纯度为 97%?99%的8-羟基喹啉铝。
【文档编号】C07D215/30GK104151239SQ201410366875
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】钟学明 申请人:南昌航空大学