JPH04244037A - アルミニウムイソプロポキシドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ）発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、塗料乾性油、有機反応の還元剤、ファインセ
ラミックスの原料として有用なアルミニウムイソプロポ
キシドの製造法に関する。

（従来の技術） これまで、アルミニウムイソプロポキシドの製法につい
てはいくつか知られている。例えば、（１）アルミニウ
ムと過剰のイソプロピルアルコールを塩化第二水銀又は
ヨード触媒の存在下で反応させ、過剰のイソプロピルア
ルコールを留去して減圧下にアルミニウムイソプロポキ
シドの融点以上の温度で蒸留して精製品を得る方法［エ
ンサイクロペティア　オフ　ケミカルテクノロシー（第
３版第２巻第１３頁）］、また（２）イソプロピルアル
コール−無水塩化アルミニウムの反応系において発生す
る塩化水素の捕捉剤としてアンモニアや有機アミン類を
添加して得る方法［化学大辞典第１巻第４４０頁昭和３
８年７月１日発行（共立出版）］などが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 前記（１）の製造法で目的とするアルミニウムイソプロ
ポキシドを工業的に製造するには、アルミニウムを活性
化すること、反応を制御して危険性を回避することが不
可欠である。この反応におけるアルミニウムの活性化の
方法としては四塩化炭素や塩化第二水銀を用いたり、水
酸化ナトリウム、水溶液で表面処理をしたりしているが
、操作が煩雑である。また、反応を制御する方法として
はイソプロピルアルコール中へ間欠的に活性化アルミニ
ウムを添加したり、アルミニウムにアルコールの蒸気を
接触させたりすることも行われるが、操作性、装置の面
で問題がある。

加えて、（１）の方法ではイソプロピルアルコールを過
剰に使用するため、アルミニウムが完全に消失し、反応
のたびにアルミニウムを活性化しなければならない。

しかも後記比較例で示したごとく（１）の方法によれば
、反応液に着色性不純物や金属不純物が溶存する。その
ため、アルミニウムイソプロポキシドの高純度品を得る
には、これらの不純物を高温で蒸留して除去することも
必要となるなど操作上不都合な点を有する。

また、前記（２）の方法では、副生する塩化アンモニウ
ムやアミンの塩酸塩か蒸留時に一部分解して製品に混入
するために好ましくない。

したがって、従来の方法は必ずしも工業的規模での製法
として実用的ではない。そのため、これらの従来の方法
に代わり、アルミニウムイソプロポキシドを工業的に有
利に製造する方法の開発が要望されている。

本発明はこのような要望に合致したアルミニウムイソプ
ロポキシドの工業的に有利な製造法を提供せんとするこ
とにある。

ロ）発明の構成 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意研究を行っ
た。その結果、イソプロピルアルコールと過剰量の活性
化アルミニウムの粉末あるいは粒状物をトルエンやキシ
レン等の芳香族炭化水素溶媒中で反応させた後、反応溶
液中の不溶性の懸濁物質を濾過して除くことによって高
純度のアルミニウムイソプロポキシドを工業的に有利に
製造する方法を見出した。

すなわち、本発明の方法によると、イソプロピルアルコ
ールと過剰量の活性化アルミニウムを芳香族炭化水素溶
媒中、加熱条件で反応させた後、反応溶液中の不溶性物
を瀘過して除去することを特徴とするアルミニウムイソ
プロポキシドの製造法が提供される。

本発明の製造方法における反応式は次のとおりである。

３ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ■ＯＨ＋Ａｌ− Ａｌ（ＯＣ３Ｈ■−ｉｓｏ）３＋３／２Ｈ２■次に本発
明の製造法を具体的に説明する。

まず活性化アルミニウムは、過剰量の粉状あるいは粒状
のアルミニウムを芳香族炭化水素に浸し、アルミニウム
量の２〜３％のイソプロピルアルコール、少量の四塩化
炭素あるいは沃素を加え、この溶液を攪拌しながら還流
するまで加熱することにより得られる。

アルミニウムの使用量は理論量の１．０５〜３．０倍モ
ル量、好ましくは１．１〜１．５倍モル量が適当である
。

アルミニウムの形状は粉末から粒状の範囲のいずれでも
よいが、反応装置の型によって適宜使い分けられる。例
えば、回分式の反応では微粒状のアルミニウムが取り扱
い及び反応制御の面で好適である。

本発明ではアルミニウムの過剰条件にかかわらず、部分
アルコキシ体の生成もなく、反応はほぼ定量的である。

アルミニウムの活性化および活性化アルミニウムとイソ
プロピルアルコールの反応に用いる反応溶媒としては、
トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒
が挙げられる。特に反応温度の制御、安全性においてト
ルエンの使用が最適であるが、ニトロベンゼンはあまり
好ましくない。

溶媒の使用量は溶解性や濾過性をよくするため、イソプ
ロピルアルコールと同容量から３倍量程度の範囲で選択
することができる。

ここで用いる芳香族炭化水素は、アルミニウムイソプロ
ポキシドに対して溶解性が高く、原料のアルミニウムに
混入する不純物、例えば鉄、ニッケル、亜鉛、カルシウ
ムなどの元素を溶解しにくい。そのため、このような芳
香族炭化水素を含む反応液を瀘過すると、反応後の溶液
中の不溶性物が容易に除去でき、アルミニウムイソプロ
ポキシドを高純度で得ることができる。

次に、上記のようにして得た活性化アルミニウム溶液に
、理論量よりアルミニウムの活性化に要した量（２〜３
重量％）を除いた量のイソプロピルアルコールを芳香族
炭化水素に溶解して加える。そしてこの混合液を還流温
度で撹拌して水素ガスの発生を見ながらイソプロピルア
ルコールの滴下量を調整し、２〜４時間で滴下する。滴
下後、１〜２時間にわたり撹拌すると、水素ガスの発生
がなくなり、イソプロピルアルコールは完全に消失して
反応は完結する。

上記の反応により得た反応液は、目的とするアルミニウ
ムイソプロポキシドを含み、微粉状物質か懸濁して黒灰
色の不透明な溶液状態を示す。この反応液は窒素ガス雰
囲気中、通常のろ紙による濾過では反応液中の懸濁物の
除去は不十分である。しかし、この濾紙の上に濾過助剤
を使用することにより反応液の上澄液中の懸濁物は除去
でき、無色透明の溶液を得ることができる。使用できる
瀘過助剤としてはセライト、シリカゲル、アルミナなど
が挙げられるが、乾燥したセライトが最もすぐれている
。

アルミニウムイソプロポキシドは吸湿しやすいので、濾
過時には乾燥窒素ガス雰囲気下で操作し、濾過に用いる
濾過助剤も、あらかじめ溶媒で洗浄して乾燥しておくこ
とが望ましい。

こうして得られたアルミニウムイソプロポキシドの瀘過
溶液はそのまま反応剤として利用できるが、溶媒を留去
して固形状で取り扱うこともできる。

本発明のアルミニウムイソプロポキシドの製造法では、
あらかじめ過剰の活性化アルミニウムを加えておくため
に、従来方法のごとくの反応の途中で活性化したアルミ
ニウムを追加する必要がない。したがって、特別な反応
操作をすることなく、原料のイソプロピルアルコールに
対してほぼ定量的に目的とするアルミニウムイソプロポ
キシドを芳香族炭化水素溶液の形で得ることができる。

そして、濾過するに当って、反応液の上澄液中の懸濁物
を濾過した場合は、反応系内に過剰分の活性化アルミニ
ウムが未反応のまま残っている。そのため、この反応系
にそれぞれ必要量のイソプロピルアルコールと活性化し
ていないアルミニウムを加えれば、再度本発明と同じ反
応をくり返し行うことがてきる。

次に本発明の製造法を実施例を挙げて例証する。

実施例１ 環流冷却器、温度計、滴下ロート及び撹拌器を備えた反
応器に微粒状のアルミニウム（３００〜５００μ）１６
２ｇ（６モル）とイソプロピルアルコール４ｇ（０．０
７モル）、トルエン１００ｍｌ及び沃素１ｇを入れ、撹
拌しつつ還流するまで加熱し、微粒状のアルミニウムを
活性化した。

続いてイソプロピルアルコール８９８ｇ（１４．９４モ
ル）をトルエン３ｋｇに溶解し、これを３時間かけて滴
下ロートより滴下した。滴下終了後、還流冷却器に取り
付けた流動パラフィンの入ったトラップより水素ガスが
発生しなくなるまで加熱撹拌して黒色溶液を得た。

この黒色溶液を十分冷却し、静置後、不溶性物か懸濁し
た上澄み液を窒素雰囲気下、セライトを瀘過助剤として
濾過し、無色透明なアルミニウムイソプロポキシド溶液
４０９８ｇを得た。このうち５ｇを恒量にした白金ルツ
ボに秤り取り、これを水により加水分解後、１１００℃
で焼結し、α−アルミナの重量よりアルミニウムイソプ
ロポキシドの濃度を求めると、２５．１％（収率９８．
６％）であった。

また、この溶液を減圧下（１ｍｍＨｇ）で１００℃まで
濃縮することにより、結晶（収量１０２８ｇ）として得
ることもできた。

実施例２ 実施例１で不溶性物を懸濁した上澄み液を取り除いた残
りの未反応のアルミニウムが入ったフラスコに未活性化
の微粒状アルミニウム１３５を（５モル）を入れ、撹拌
しつつ還流するまで加熱した。これに９０２ｇ（１５モ
ル）のイソプロピルアルコールをトルエン３ｋｇに溶解
し、これを３時間かけて滴下ロートより滴下した。

滴下終了後、実施例１と同様の操作により無色透明なア
ルミニウムイソプロポキシド溶液４０１０ｇを得た。こ
れを水により加水分解後、アルミナの重量によりアルミ
ニウムイソプロポキシドの濃度を求めると、２５．２ｇ
（収率９８．８％）であった。

比較例　（イソプロピルアルコール過剰用） 実施例と同様な反応容器に、微粒状アルミニウム１３５
ｇ（５モル）、イソプロピルアルコール４ｇ（０．０７
モル）を入れ、実施例と同様に活性化した。これにトル
エン３ｋｇに溶解したイソプロピルアルコール１０７８
ｇ（１７．９４モル）を環流状態で３時間かけて滴下し
た。滴下終了後、水素ガスが発生しなくなるまで加熱撹
拌し、黒色溶液を得た。

この黒色溶液を十分冷却し、これを窒素雰囲気下に濾過
助剤としてセライトを用い、濾過して比較品を得た。し
かし、この比較品の蒼色不純物は濾別できず黒色透明溶
液となった。

次に本発明の実施例により得た瀘過後の無色透明溶液、
上記比較例により得た濾過後の黒色透明溶液などに含ま
れる不純元素は、これらの試料を水で加水分解して蛍光
Ｘ線装置を用いて調べた。

不純元素分析値は、検量線を用いて実施例１により得た
瀘過前の溶液中の鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル
（Ｎｉ）、カルシウム（Ｃａ）の各元素の強度を１．０
０とし、これらとの強度比で示した。その結果を表１に
示した。

ハ）発明の効果 本発明の方法によれば、反応後の溶液を蒸留精製を行う
ことなく高純度のアルミニウムイソプロポキシドを容易
に得ることができる。また、反応ごとにアルミニウムの
活性化を行う必要がないため、工業的な利用価値は高い
。

特許出願人　北興化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イソプロピルアルコールと過剰量の活性化アルミニウム
   を芳香族炭化水素溶媒中、加熱条件で反応させた後、反
   応溶液中の不溶性物を濾過して除去することを特徴とす
   るアルミニウムイソプロポキシドの製造法。