[发明专利]一种三甲基铝的制备方法

说明书

本申请提供一种三甲基铝的制备方法，包括步骤：在催化剂和溶剂的存在下，甲基二氯化铝或倍半甲基氯化铝或二甲基氯化铝与金属M和氯甲烷的体系发生反应，生成三甲基铝和金属M的氯化物；其中，所述催化剂选自电化序排在金属铝之后的金属或其离子；所述金属M选自碱金属、碱土金属或其组合。催化剂可显著的增加反应速率，从而可使得该反应在非常简单的实验条件比如在常压附近操作，反应产率以及产物纯度更高，且产物中无副产物金属铝以及未反应完的碱金属或者碱土金属，对产物的处理更加方便。

技术领域

本申请涉及金属有机化学领域，具体涉及一种三甲基铝的制备方法。

背景技术

三甲基铝是一种非常重要的化工原料，三甲基铝的应用包括：（1）在有机催化领域，三甲基铝与水作用可形成高活性甲基铝氧烷，而甲基铝氧烷是茂金属催化体系中最重要的助催化剂之一；（2）在有机合成领域，三甲基铝与乙烯进行齐聚反应生成高碳烷基铝，后者经氧化和水解后可形成直链高级伯醇；三甲基铝也可用于制取其他金属有机化合物，如用三甲基铝与氯化锡反应可制取甲基锡；（3）在高分子化工领域，三甲基铝和过渡金属盐类形成的催化体系可使烯烃发生定向聚合反应；（4）在其他领域，如三甲基铝可作为火箭的液体燃料、精细有机合成中的烷基化试剂等。

现有技术中，制备三甲基铝的方法包括：通过镁铝合金与卤代烷烃反应。如中国专利文献（申请公布号：CN105175440A，申请公布日：2015年12月23日）公开了一种一卤代甲烷与镁铝合金在醚类溶剂中获得三甲基铝醚类配体的配合物，再通过高沸点的有机叔胺或有机膦取代后高温分解该配合物获得三甲基铝的方法。该方法中，醚类配体和三甲基铝结合牢固，很难完全除去，使得三甲基铝产物纯度低。

现有技术中，制备三甲基铝的方法还包括：通过甲基卤化物与高碳链烷基铝反应。如美国专利文献（申请公布号：US4948906A，申请公布日：1990年8月14日）公开了一种以三乙基铝和甲基卤化物为原料，在路易斯酸催化剂如氯化铋的存在下经过配体交换获得三甲基铝的方法。该方法中，三乙基铝要过量，导致原材料成本高，且配体交换不彻底，形成较多的副产物，反应产率低。

现有技术中，制备三甲基铝的方法还包括：通过碱金属或者碱土金属与甲基二氯化铝或倍半甲基氯化铝或二甲基氯化铝反应。如日本专利文献（申请公布号：JP2009263326A，申请公布日：2009年11月12日）公开了使用倍半甲基氯化铝与碱金属反应制备三甲基铝的方法；如美国专利文献（申请公布号：US5359116A，申请公布日：1994年10月25日）公开了使用二甲基氯化铝与金属钠反应制备三甲基铝的方法等等。以上方法中，当碱金属或者碱土金属与甲基二氯化铝或倍半甲基氯化铝或二甲基氯化铝反应时，副产物金属铝容易包裹在碱金属或者碱土金属表面形成硬壳，从而阻止反应继续进行，使得反应不完全、反应产率低，且副产物金属铝以及未反应完的碱金属或者碱土金属的活性非常高，增加了废物处理的风险。

为解决金属铝包裹碱金属或者碱土金属造成的问题，中国专利文献（申请公布号：CN111072700A，申请公布日：2020年4月28日；申请公布号：CN111116625A，申请公布日：2020年5月8日）中均公开了一种在不使用催化剂的情况下氯甲烷、钠、以及甲基二氯化铝或倍半甲基氯化铝或二甲基氯化铝反应来制备三甲基铝的方法，但是该方法在实际操作中无法实现，金属钠投入后会迅速结块，在没有催化剂存在的情况下，生成的铝很难和氯甲烷进一步反应，造成反应产率极低，生成的产品仅仅是部分的金属钠还原原料得到的三甲基铝，即依然未能有效解决金属铝包裹碱金属或者碱土金属造成的问题。

因此，现有技术中，制备三甲基铝的方法还存在着非常多的缺陷，开发三甲基铝的制备方法显得尤为重要。

发明内容

本申请提供一种三甲基铝的制备方法，以解决现有技术中制备三甲基铝的反应速率低、反应产率低、实验条件苛刻、副产物较多且处理困难的问题。