[发明专利]一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，特别是涉及一种以甲酸铝为主要原料、固相法直接合成纯8-羟基喹啉铝的方法。

背景技术

8-羟基喹啉铝是一种非常理想的绿色发光材料，具有良好的发光特性、成膜性和热稳定性，被广泛应用于有机电致发光器件中。不过，纯度大于95%的8-羟基喹啉铝，才能用作有机发光材料。目前，工业化合成8-羟基喹啉铝的方法是液相化学沉淀法。反应原料是8-羟基喹啉和无机铝盐，比如硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等水溶性铝盐。一般合成程序是：首先，将铝盐溶于水，将8-羟基喹啉溶于有机溶剂，比如无水乙醇等；然后，在一定条件下将8-羟基喹啉的有机溶剂溶液滴加到铝盐的水溶液中；最后，反应完毕，抽滤、洗涤、干燥。在各种液相化学沉淀法合成8-羟基喹啉铝的反应体系中，最常见的液相体系是水—乙醇体系。由于反应体系中氧和水的共同作用，而引发8-羟基喹啉铝发生聚合反应等副反应，导致液相化学沉淀法合成的8-羟基喹啉铝纯度低（通常为75%～80%）、产率低。结果是，液相化学沉淀法不可能直接合成纯度在95%之上的8-羟基喹啉铝。因此，必须采用升华法或柱色谱法对液相化学沉淀法合成的8-羟基喹啉铝进行多次提纯，才能获得纯度高于95%的8-羟基喹啉铝以满足发光材料的要求。然而，升华法或柱色谱法提纯过程相当复杂，无法大批量生产。而且，为了提高产率，通常使沉淀剂8-羟基喹啉大大过量。由此可知，现有液相化学沉淀法纯8-羟基喹啉铝的合成方法，由于产率低、流程复杂、生产规模小等因素，必然导致生产成本高昂。因此，现有工业化合成8-羟基喹啉铝的方法，不仅生产成本高，而且排放含有8-羟基喹啉和有机溶剂的废水。

发明内容

本发明的目的是针对现有工业化合成8-羟基喹啉铝的方法存在流程复杂、生产成本高、污染大的缺点，提出一种流程简短、生产成本低、污染小的合成8-羟基喹啉铝的新方法。

本发明不采用液相反应体系，而是采用真空固相反应体系。通过固相反应消除了水对合成8-羟基喹啉铝的不良影响；通过抽真空消除了氧对合成8-羟基喹啉铝的不良影响。由于消除了水和氧引发的副反应，因此合成的8-羟基喹啉铝纯度高，纯度直接可以达到97%～99%。免除了液相化学沉淀法中复杂的多次提纯操作，可以降低生产成本。本发明通过机械力强化反应，反应原料8-羟基喹啉不需要过量，可以降低生产成本。合成流程简短，易于大规模直接生产纯度满足发光材料要求的纯8-羟基喹啉铝，可以降低生产成本。固相反应体系，既不使用水，也不使用有机溶剂，无废水排放，不仅可以保护环境，而且可以降低生产成本。

本发明的反应原理为：

Al(HCOO)₃ + 3 C₉H₆NOH = Al(C₉H₆NO)₃ + HCOOH 

本发明一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法，采用真空、固相反应体系，以8-羟基喹啉和甲酸铝为原料合成纯8-羟基喹啉铝，具体通过以下步骤来实现：

第一步，添加物料

按照摩尔比为8-羟基喹啉:甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入球磨罐中；研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质量比为10:1～20:1。

第二步，球磨反应

球磨罐抽真空，真空度小于0.1 Pa后，停止抽气，开始球磨；球磨机转速为100 r/min～200 r/min，球磨时间为1 h～2 h，获得黄色产物。

第三步，真空干燥

将第二步所得黄色产物置于真空干燥机中，于50 ℃下，真空干燥2 h，即得纯度为97%～99%的8-羟基喹啉铝。

本发明的优点是：1）无废水排放，保护环境。2）价格较高的反应原料8-羟基喹啉不需要过量。3）合成工艺流程短。4）8-羟基喹啉铝的产率高。5）生产成本低。6）真空干燥时，可以回收甲酸，反应原料的利用效率高。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明所述的一种纯8-羟基喹啉铝的合成方法作进一步描述。

实施例 1：

第一步，添加物料

按照摩尔比为8-羟基喹啉:甲酸铝=3:1，将反应原料交替加入100 L球磨罐中，8-羟基喹啉总计加入6.438 kg，甲酸铝总计加入2.395 kg。研磨球为玛瑙球，研磨球与物料质量比为15:1，玛瑙球的质量为132.5 kg。

第二步，球磨反应