Способ получения кристаллического литийалюминийгидрида в среде н-дибутилового эфира - RU2680491C1

Описание

Изобретение относится к области получения комплексных гидридов металлов, в частности способа получения кристаллического литийалюминийгидрида (LiAlH₄), применяемого в синтезе бинарных и комплексных гидридов, в качестве селективного катализатора в тонком органическом синтезе, а так же в синтезе лекарственных препаратов и медицине.

Известен способ получения растворов комплексных гидридов металлов взаимодействием избытка гидридов щелочных металлов с галогенидами металлов в эфирной среде по Шлезингеру (А.Е. Finholt, A.L. Bond, H.J. Shlesinger. JACS, 69, 1199 (1947):

3LiAlH₄+AlCl₃=4AlH₃⋅Et₂O+3LiCl

Из патента Великобритании GB №905985 (МПК C01B 6/00, C01B 6/24, 1962 г.) известен способ получения литийалюминийгидрида, заключающийся во взаимодействии бромида лития (LiBr) и алюмогидрида натрия (NaAlH₄) в среде н-дибутилового эфира, с последующей декантацией раствора литийалюминийгидрида (LiAlH₄) с осадка NaBr в соответствии с уравнением реакции:

LiBr+NaAlH₄→LiAlH₄+NaBr

К основному недостатку способа можно отнести использование бромида лития, который является дорогостоящим и малоактивным реагентом.

Наиболее близким к предложенному техническому решению и, взятый в качестве прототипа, является способ получения литийалюминийгидрида (LiAlH₄) путем взаимодействия раствора хлорида алюминия (AlCl₃) с избытком гидрида лития (LiH) в среде диэтилового эфира при температуре кипения растворителя, с последующей декантацией раствора литийалюминийгидрида (LiAlH₄) с осадка хлорида лития (LiCl) с целью получения раствора литийалюминийгидрида (Патент US №2,567,972 МПК С01И 6/24, 1951 г.):

4LiH+AlCl₃→LiAlH₄+3LiCl

К существенным недостаткам данного метода можно отнести использование низкокипящего, взрывопожароопасного диэтилового эфира, который является наркотическим веществом и прекурсором.

Задачей настоящего изобретения является создание нового более эффективного способа получения чистого кристаллического литийалюминийгидрида, увеличение выхода продукта, снижение взрывопожароопасности процесса.

Для решения поставленной задачи предложен способ получения кристаллического литийалюминийгидрида взаимодействием гидрида лития с раствором хлорида алюминия в среде монорастворителя, отличающийся тем, что взаимодействие гидрида лития с раствором хлорида алюминия проводят при температуре минус 18°С - минус 12°С в среде н-дибутилового эфира, взятого в качестве растворителя, в отсутствие затравки, полученный осветленный раствор литийалюминийгидрида декантируют, затем кристаллизуют постепенным нагреванием до 80°С, выпавший осадок литийалюминийгидрида трижды промывают гексаном, а затем сушат при температуре 60°С под вакуумом в течение 2 часов.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1.

В реактор с диспергирующим устройством загружают 350 мл дибутилового эфира, далее в токе азота добавляют 12,2 г кристаллического гидрида лития и перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут, полученную суспензию охлаждают до минус 15°С. К охлажденной суспензии прикапывают 5 мл 30% раствора AlCl₃, полученного растворением 42,2 г хлорида алюминия в 128 мл н-дибутилового эфира, и перемешивают в течение 35 минут. Реакционную массу охлаждают до минус 18°С и прикапывают оставшийся раствор хлорида алюминия, температурный интервал регулируют скоростью подачи раствора хлорида алюминия от минус 18°С до минус 15°С. После окончания подачи раствора хлорида алюминия, реакционную массу перемешивают при минус 18°С в течение 40 минут, а затем отстаивают. Осветленный раствор передавливают по сифону и кристаллизуют, плавно нагревая до 80°С при постоянном перемешивании, выдерживают в течение 20 минут и при той же температуре декантируют растворитель. Полученный осадок кристаллического литийалюминийгидрида трижды промывают гексаном, сушат под вакуумом при температуре 60°С в течение 2 часов.

Выход продукта составил 93,1%. Содержание основного вещества составило 95,7%, содержание хлора 0,04%.

Пример 2.

В реактор с диспергирующим устройством загружают 350 мл дибутилового эфира, далее в токе азота добавляют 12,2 г кристаллического гидрида лития и перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут, полученную суспензию охлаждают до минус 12°С. К охлажденной суспензии прикапывают 5 мл 30% раствора AlCl₃, полученного растворением 42,2 г хлорида алюминия в 128 мл н-дибутилового эфира, и перемешивают в течение 35 минут. Реакционную массу охлаждают до минус 15°С и прикапывают оставшийся раствор хлорида алюминия, температурный интервал регулируют скоростью подачи раствора хлорида алюминия от минус 15°С до минус 12°С. После окончания подачи раствора хлорида алюминия, реакционную массу перемешивают при минус 15°С в течение 40 минут, а затем отстаивают. Осветленный раствор передавливают по сифону и кристаллизуют, плавно нагревая до 80°С при постоянном перемешивании, выдерживают в течение 20 минут и при той же температуре декантируют растворитель. Полученный осадок кристаллического литийалюминийгидрида трижды промывают гексаном, сушат под вакуумом при температуре 60°С в течение 2 часов.

Выход продукта составил 97%. Содержание основного вещества составило 96,3%, содержание хлора 0,02%.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение высокочистого кристаллического литийалюминийгидрида с содержанием основного вещества 95-96%.

Реферат

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Кристаллический литийалюминийгидрид получают взаимодействием гидрида лития с раствором хлорида алюминия в н-дибутиловом эфире в отсутствие затравки при температуре минус 18°С - минус 12°С. Полученный раствор перемешивают и отстаивают. Осветленный раствор литийалюминийгидрида декантируют, затем кристаллизуют постепенным нагреванием до 80°С. Выпавший осадок литийалюминийгидрида трижды промывают гексаном, а затем сушат при температуре 60°С под вакуумом в течение 2 часов. Предложенное изобретение позволяет получить высокочистый кристаллический литийалюминийгидрид с содержанием основного вещества 95-96%. 2 пр.

Формула