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"Procédé de préparation d'alky:l-bor1nes" La. présente invention concerne un procédé simplifié de préparation d'alkyl-borines à partir de matières premières relativement peu coûteuses. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de préparation des alkylborines qui ne nécessite pas du diborane comme
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m¯s;tà3-ia prqmgiérq,
Les alkylborines sont des compositions très avantageuses qui sont utiles comme carburant de grand rendement.
Les procédés de la technique antérieure pour la fabrica-
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il tion des composas ont comporta l'application d*alkyle aluminium, d'hydrures de dialkyl aluminium, d'halogénures dial-
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kyl@aluminium, ou du diborane comme matières premières.
Les points d'ébullition des alkyls aluminium se rapprochent souvent de ceux des alkylborines recherchés et sont diffi- ciles à éliminer du produit final. Les halogénures et hydrures d'aluminium à. substituant alkyle ne sont pas très solubles dans les hydrocarbures solvants courants, de sorte qu'il est quelquefois difficile d'obtenir des condition;:. réactionnelles homogènes, on utilisant les solvants diluants ordinairement peu coûteux.
Le diborane est devenu une matière première stratégique et est très coûteux. Il est évidemment souhaitable de baser la fabrication des alkylborines sur des matières premières qui sont plus économiques et qui facilitent la mise en oeuvre des stades de fabrication avec un minimum de frais de traitement.
La présente invention se propose donc de fournir : - un procédé simple et économique de préparation des alkylborines ; - un procédé de fabrication des alkylborines qui ne nécessite pas l'utilisation de matières telles que les alkyls aluminium, les hydrures de dialkyl aluminium, ou les halogénures de dialkyl aluminium comme matières premières ; - un procédé de fabrication des alkylborines dans lequel on peu+ facilement séparer l'alkylborine obtenu des autres constituants de la réaction.
D'autres avantages et caractéristiques rescertirent de la description qui va suivie.
Pour parvenir à ce qui précède et aux buts associés la présente invention comprend les particularités décrites en détail ci-après, le. description qui va suivre concernant certaines formes de réalisation données à titre illustratif
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de l'invention, niai." lui se doivent cependant. = i,i #==.= considérées connue lisitant le cadre ;:le l'inv?\t-.c.
De façon générale, la présente ine.^.4: :: -. :- .- un procédé de préparation 1" >= composé 3'aßr,cr. bzz consiste à. faire réagir un alcoolate d'a.Ik-,Za:¯ ¯ une température élevée avec 'L'"1 compose du ocre . ¯ ¯ .. ¯ être soit un ester borate ou un halogénure de .::::>..3 la réaction des divers réactif.", on pe: =c:0=e::: =*-=zpérer l'alkylborine forn4 à partir des autres c:3is par distillation.
La réaction principale du proc-d4 >iz #r== ,présentée par l'équation suivante :
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dans laquelle 3 et -'Il représente:".* tes rû..àc::...v #1-. L , li représente un radical alkoxy ou àLocén.1=e et z e== ,=nombre qui peut être 1 ou 2.
Avant de poursuivre avec des exemple; :'0rs illustrant la présente invention, il peut être r'- 1'=;;iiquer de façon générale la nature des matière- #éc.e ¯0' au procède. Le tableau suivant indique les alcoolat?? d'alkylaluminium appropriés auxquels on peut :Ti r2::=3.
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POINT D'33U%ITlcii
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<tb>
<tb> Pression <SEP> iIC= <SEP> Point <SEP> de
<tb> Composé <SEP> mm. <SEP> Hg. <SEP> C <SEP> fusion <SEP> C
<tb>
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m?nAl fnpr 50 mo-i D? H30A1 (eE3)2 119-122 3C-33 5 ' O'2 ' ' '" 10 87-88 CH30A' (C2*>15) 2 20 97
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<tb>
<tb> 10 <SEP> 110
<tb> 5 <SEP> 61
<tb>
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C2H50AJ.
( CH ) 2 20 122
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<tb>
<tb> 10 <SEP> 108-109 <SEP> 2,5-4,5
<tb> 5 <SEP> 93
<tb>
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POINT DIE3ULLITIO
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<tb>
<tb> Pression <SEP> Point <SEP> de
<tb> Composé <SEP> mm. <SEP> Hg. <SEP> C <SEP> fusion <SEP> C
<tb>
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nC 4Hs .AJ. ( C2H5 ) 2 20 161
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<tb>
<tb> 5 <SEP> 125-126
<tb> 0,15-0,20 <SEP> 90-98
<tb> CH3CH2CH2CHZC <SEP> (CH3)2OA1 <SEP> (C2H5)2 <SEP> 7 <SEP> 190-192
<tb>
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nC:fI:L 7 .A1. (Ce5)2 5 140-173 C3H50AJ. (CzH5)2 10-3 120 ROUAI (C2H5)2 4-5 118-120 C2H50AJ. (nC3H.r)2 0, 95 CH30Al -CH2CH(C2H5) (CH2)3-72 io-2¯io-3 180
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<tb>
<tb> 0 <SEP> 0
<tb> " <SEP> "
<tb>
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(C2H5)2AlOC-aH2-CO.AJ.
(C2H5)2 98 CH3Co2Al (CzH5)2 5 x 10-4 73-74 30 C3HSC02A1 (C2HS)2 Zo-5 130-135 a3H5CO2.11 t (iC4H5)2 58 (C2H50)2AlCzH5 0,1 137 (HO)2AlCZHs 4 158-160 35-37 La demanderesse préfère les alcoolates de dial-
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kylaluminium principalement pour des raisons d'ccononia et de rendement. Les alcoolates dW .:xßlaï.zmi.nium sont suffisanjment solubles dans des solvants, tels que le xylène, pour pouvoir maintenir des conditions réactionnelles homogènes en présence d'un diluant. Toutefois, si on le désire, on peut avoir recours à un excès de l'alcoolat e d'alkylaluminium proprement dit en tant que solvant, et on peut facilement récupérer le produit par distillation, en raison des points d'ébullition très différents des réactifs et du produit.
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Comme esters borates approprias, or. ptut citer
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les borates de trialkyle, tels que ceux énumérés ci-dessous :
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<tb>
<tb> POINT <SEP> D'EBULLITION
<tb> Pression <SEP> Point <SEP> de
<tb>
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Borate JIDJl. FIR. C fusion OC (Ci-p)3B 68,7 -29,2 (C2H5-0)3B 117,3 -84,8 (n-C3g7-0)3B 177 (i-C3H7.-0)3B 140 (n - C 4 H 9 -0) 3 B 15 En 115 (i-C4Hg-o)3B 212 ( s-C4H9-o ) 3B 194 (t-C4H9-0)3B 10 mm 55 12 (n-CSHu-0)3B 16 mm 147 (i-C-H---0) B 12 mm 132 (t-CSHU.-0)B 8 mm 92 (C3ILrCH (CH3)-0)3B 12 m 110
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<tb>
<tb> (C2H5)2CH-o)3B <SEP> 8 <SEP> mm <SEP> 105
<tb>
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(s-C4HgCH2-o)3B 260 (i C3H.ti:H(C133)--0)3B 0,4 mm 59-61 (cycJ.ohexyJ.-O)3B 17 mm 203 54 (n-hezyl-0) 3B 183 r-r (rm ) u-ni n r7 A ¯C%C:
,- -'-J2 - 2 " "'3" 1 JJ ( t-C 4 Hg CH ( aH;-o ) 3B 9 122 CH(CH-;ç) -.;B 5 mm 128 ( '-C6H13 ) 3H 5 mm 140 (i-CH9CH(CH3)-0)3B 10 mm 120 (s-C4H9CH2-0)3B 15 mm 169 (n-c.B].5-o)3B 2 mm 185 (n-CCH( i-C.H7 )-E?33B 288 (n-C8H1:-o)3B 0,4 mm 174 (û=C6C3CE3)-0)3B 0,5 mm 148 (n-CoKn-O)3B 0,15 ma 275 (n-C, J:-O )'2:B 23 mm 185 -.4 le
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De façon générale, la demanderesse préfère utiliser les borates de trialkyle à poids moléculaire inféri ur, en raison du coût inférieur et également mou-- faciliter une récupéra- tion plus efficace du produit et le maintien de conditions réactionnelles homogènes.
Comme halogénures du bore appropriée, on peut citer le fluorure, le chlorure et le bromure ::le bore. Etant donne @u'il est plus facilement obtenu en quantité à un prix économique, la demanderesse préfère utiliser le fluorure de bore.
On peut faire varier les températures appropriées de 100 à 30000 environ ; toutefoi@, de façon générale, la demanderesse préfère opérer dans une garnie de températures c@m- prises entre 200 et 250 C.En rèle générale, la demanderesse préfère conduire la réaction initialement juste au-dessous du point d'ébullition de l'alkylborine en cours de production.
Vers la fin de la réaction, or. augmente la température de façon que l'alkylborine distille à partir du récipient réactionnel. Si on le désire, on peut conduire la réaction sous des pressions supérieures à la pression atmosphérique. Il est évident toutefois qu'on peut avoir recours à des températures supérieures ou inférieures da@@ le procédé pour obtenir une augmentation ou une diminution du taux de la réaction, suivant la loi générale des réactions chimiques,
Afin que les spécialistes comprennent mieux la façon dont on peut Mettre en oeuvre la présente invention, on donne les exemples suivants à titre illustratif mais non limitatif. Tous les rendements sont bases sur le composé d'ester de bore ou d'halogénure de bore consommé, sauf indications contraires.
EXEMPLE 1
On dispose dans un ballon à trois cols de 1 litre 0,5 mole de 2,2-diméthylpentoxyde de diéthylaluminium, le
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ballon étant muni d'un agitateur, d'un manchon de chauffage et d'une tête de distillation. On ajoute goutte à goutte, à 150 C, 0,33 mole de borate de triisobutyle. Il se produit une faible réaction ; de ce fait, la température augmente entre 210 et 250 C, pendant le reste de l'addition et pendant une heure supplémentaire. La triéthylborine distille pendant ce tempe. On refroidit le mélange et on ajoute du xy- lène. On chauffe le mélange à ébullition et une quantité supplémentaire de triéthylborine distille.
La triéthylborine bmte pèse 37 grammes et contient une certaine quantité de xylène. La redistillation donne 25,5 grammes de triéthylbonne, Bile est spontanément inflammable à l'air et s'est acérée être identique à un échantillon authentique de tri- éthylborine lors de l'analyse par chromatographie en phase vapeur.
EXEMPLE 2
On dispose dans un réacteur équipé d'un conden- seur au reflux et d'une sortie de distillation 50 parties en poids environ d'une solution à 50 pour cent de butylate de diéthylaluminium dans du xylène. On ajoute alors 28,9 parties en poids de borate de ri-n-butyle en l'espace d'une demi-heure. On élimine alors par distillation à 150 C le xylène et 5,6 parties en poids environ de triéthylborine.
On porte la température entre 150 et 210 C pour récupérer 4,7 parties en poids supplémentaire de triéthylborine. La rendement est de 81 pour cent sur la base du borate de @- butyle.
EXEMPLE 3
On charge dans un réacteur équipé d'un agitateur, d'un condenseur au reflux et d'une sortie de distillation 237 parties en poids de n-butylate de diéthylaluminium.
On chauffe l'alcoolate à 120 C et on ajoute lentement 138
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parties en poids du complexe éther du fluorure de bore dans une solution à 47 pour cent d' éther diéthylique. On obtient un mélange de triéthylborine et d'éther comme distillat pendant l'addition. L'analyse révèle que ce distillat contient de l'éther et de la triéthylborine dans des proportions telles qu'on obtient 24,1 parties en poids de triéthylborine environ. Ceci correspond à un rendement net par passe de 25 pour cent environ sur la base du fluorure de bore, rendement obtenu en une très courte période de réaction, qui pourrait être appliquée à un procédé continu.
On peut également utiliser le chlorure et le bromure de bore dans le présent procédé. Toutefois, les procédés industriels de fabrication de ces Lalogénures de bore sont peu économiques, de sorte qu'ils sont beaucoup plus coûteux que le fluorure de bore et ne peuvent pas être considérés actuellement comme étant des matières premières économiquement appropriées.
Naturellement, l'invention n est pas limitée aux exemples décrits et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.