[發明專利]一種三甲基鋁的制備方法

有效

• 申請號: 201710074514.5
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106831844B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 宋福全;盧志國
• 申請（專利權）人: 安徽博泰電子材料有限公司
• 主分類號: C07F5/06
• 分類號: C07F5/06
• 代理公司: 保定市燕趙恒通知識產權代理事務所 13121
• 代理人: 王葶葶

本發明公開了一種三甲基鋁的制備方法，包括以下步驟：在惰性氣體保護下，向反應釜內加入鎂鋁合金粉末和碳氫化合物溶劑，開啟攪拌5?15分鐘；再向攪拌的反應釜中加入誘發劑1，2?二碘乙烷；在劇烈攪拌下逐步加入一氯甲烷，加入一氯甲烷的過程中反應溫度控制在120—160℃；保持反應溫度在120?160℃下繼續攪拌2?3小時；在物料溫度控制在110—160℃時，把三甲基鋁接收瓶預冷至?20℃，在真空度?0.05Mpa—?0.095Mpa條件下蒸餾出三甲基鋁；誘發劑、一氯甲烷和鎂鋁合金粉末中的鋁的摩爾比為1?2:100:20?25；一氯甲烷與溶劑的重量比為1：1.5～2.5。本發明成本低，反應效率高，安全性高，不易引入雜質。

技術領域

本發明涉及一種三甲基鋁的制備方法。

背景技術

近年來三甲基鋁在光伏、單導體、LED等元器件芯片沉積生長薄膜材料中均因其優良的性能受到廣泛關注和應用。三甲基鋁是高純三甲基銦、三甲基鎵生產的重要原材料之一。三甲基鋁做為齊格勒-納塔催化劑被廣泛用于烯烴聚合產業。

現有三甲基鋁制備方法主要可以歸納為以下幾種：

（1) 一碘甲烷和一溴甲烷與鋁鎂合金反應生成三甲基鋁，

反應在碳氫化合物溶劑中進行，使用的是一碘甲烷和一溴甲烷，原材料價格高，造成生產成本高；而原料價格低的一氯甲烷與鋁鎂合金幾乎不能反應。

最近中國專利CN04774218B、CN105175440A、CN104774219A都公開了一鹵代甲烷與金屬合金Al/Mg在醚類溶劑中獲得三甲基鋁醚類配合物，配位醚經與高沸點的有機叔胺或有機膦取代后再高溫分解獲得純三甲基鋁的方法。使用醚類溶劑可以提高反應的活性和產率，但形成的三甲基鋁醚類加合物需要經過胺類或膦類配體置換，置換后再進行脫去新的氨基配體或膦配體，這就增加了生產工藝的復雜性，同時由于醚類配體和三甲基鋁結合牢固，很難完全除去，三甲基鋁純度低，不能滿足使用要求。使用的一鹵代甲烷為一碘代甲烷或一溴代甲烷，原材料價格高造成生產成本高。

(2) 專利JPH06172366，JP2009263326，US5359116，EP0566851公開了二甲基氯化鋁[(CH₃)₂AlCl]、三甲基三氯化二鋁[(CH₃)₃Al₂Cl₃]被堿金屬還原生成三甲基鋁的方法。

該制備方法中，甲基氯化鋁與熔化的金屬鈉在合適的碳氫化合物溶劑中反應，反應過程中生成的副產物氯化鈉和鋁粉固體顆粒會沉積在金屬鈉表面，使鈉不能充分與甲基氯化鋁反應，產率只達到47%—80%。使用過量的金屬鈉可提高甲基氯化鋁的轉化率，但會造成過量的金屬鈉與三甲基鋁之間的副反應產生不溶解的四甲基鋁化鈉存留在反應廢液中，降低產品的收率。殘液中的四甲基鋁化鈉以及副產物鋁粉對水的反應活性非常高，增加了廢物處理的風險。

(3)美國專利US4925962,US4948906,US5543537,US4364873公開了高碳鏈烷基鋁與一鹵代烷烴發生烷基交換反應生成三甲基鋁和高碳鏈鹵代烴的方法。

R = Et, propyl ...; X = Cl, Br, I

專利文獻公開了烷基交換法制備三甲基鋁通常需要幫助反應進行。

該制備方法中使用三乙基鋁為原料，在Lewis 酸催化劑如BiCl₃、VOCl₃ 等的存在下經過配體交換形成三甲基鋁。該方法的缺點是：三乙基鋁的量要過量，原材料成本高，交換反應不徹底，形成較多的副產物，轉化率低。同時使用較貴的催化劑，造成三甲基鋁的生產成本過高。