碘化铝的用途与制备

背景及概述^[1]

碘化铝为无色薄片状六方晶系晶体，易潮解，潮解时产生烟雾。若在空气中加热，就转变为氧化铝，并游离出碘。在真空下加热，升华而不分解。与四氯化碳、联氨、碳酰氯(光气)激烈反应。与氨作用可生成加合物AlI₃·xNH₃，此外，也可与硫化氢、二氧化硫、膦等生成加合物。

用途^[2-5]

碘化铝作为路易斯酸其强度大于溴化铝和氯化铝，它作为一种高活性的化学试剂广泛应用于有机和无机合成中。例如，在有机合成中，碘化铝作为典型的路易斯酸能促进许多反应发生。如在回流的乙腈中三碘化铝介入的α-卤羰基化合物的还原脱卤及Aldol反应；蒽醌化合物在碘化铝作用下进行的还原反应和Diels-Alder环加成反应；在无水四氢呋喃中碘化铝促进的α-溴代酮与羰基化合物生成β-羟基酮的反应；碘化铝促进的醚键断裂反应等。在无机合成中，无水碘化铝作为反应的基本原料，可与各种稀土氧化物反应合成一系列无水碘化稀土。稀土碘化物广泛用于能源领域及有机合成的催化剂。其应用举例如下：

1）制备一种基于碘化铝的电解质，其通式为：AlI₃(L)n+mM+wI₂+xG+yCP+zA；其中，配位体L为各种可以和碘化铝配位的有机物，配位数为0≤n≤6；溶剂M包括胺类、醇类、腈类、醚类、脂类有机溶剂，或离子液体；其与碘化铝的摩尔比为0≤m≤2000；碘单质与碘化铝的摩尔比为0≤w≤0.5；凝胶剂G为有机小分子化合物或有机高分子化合物，其与碘化铝的摩尔比为0≤x≤1；陶瓷粉末CP与碘化铝的摩尔比为0≤y≤5；添加剂A是一类可以改善电解质性能的化合物，其与碘化铝的摩尔比为0≤z≤2。该电解质长期稳定性能好，电导率高，熔点合适，可以应用于染料敏化太阳能电池，也可用于其它能量转化与储存的器件。

2）合成吉非替尼，该方法的特征在于以6，7-二甲氧基喹唑啉-4(3H)-酮为起始原料，先将喹唑啉环4位接上3-氯-4-氟苯基氨基，然后在三碘化铝、苯硫酚作用下选择性的脱掉6位甲氧基，则，6位羟基无需保护可直接在6位接上3-(4-吗啉)丙基得到吉非替尼。该技术不仅比原有文献报道的方法减少至少两步反应步骤，而且由于采用了三碘化铝、苯硫酚作为选择性脱甲基试剂，使得该步反应条件非常温和，而且收率很高，操作简便，整个合成路线经济性更高，产品成本更低，质量更好。

3）制备一种活性炭/导电炭黑复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：古尔胶1-2、碘化铝2-3、四氧化三钴1-2、硫酸化铯2-3、导电炭黑3-5、铝酸酯偶联剂DL-4111-2、改性废弃PVC基活性炭110-130、乙醇5-7、蒸馏水10-15；本发明制备利用废弃的PVC制备出高比表面积、多孔、导电性高的电极材料为基体，添加的导电炭黑，提高了电极的充放电性能，减少接触电阻，提高电极的充放电效率，同时该制备方法简单、绿色环保、成本低，值得大规模推广。

制法^[1，3]

①将干燥及升华后得到的碘溶于二硫化碳中，再将铝片放入其中，进行加热。反应终了，过滤生成物，在水浴上蒸去多余的二硫化碳。然后浓缩溶液，冷却结晶，用己烷洗涤，在100℃下干燥，可制得无水物。

②将铝粉及少量碘结晶装入充满二氧化碳的烧瓶中，加热至熔融状，开始反应，进一步加入碘至铝粉消失。生成物在熔融状态下保持一段时间。然后在蒸馏瓶中通入氮气，将反应产物移至蒸馏瓶，再减压蒸馏，除去碘蒸气后，可得碘化铝的无水物。

③令氢氧化铝与氢碘酸进行反应，可制得六水合物AlI₃·6H₂O。

④称取3.600g(0.01418mol)碘和0.3600g(0.01334mol)铝粉，混合均匀后，放入合成管的尾端，将合成管抽真空密封后，放入精密控温管式炉内，在500℃恒温反应4h，反应装置如图2所示。反应结束后，将合成管移出5cm，继续加热10min。生成的碘化铝蒸气在暴露在空气中的合成管冷端淬冷，析出白色片状的无水碘化铝晶体，产量3.508g，产率91%。

主要参考资料

[1] 实用精细化工辞典

[2] CN200510086219.9一种基于碘化铝的电解质及其应用

[3] 一种改进的无水碘化铝合成方法

[4] CN201110184804.8一种吉非替尼的合成新方法

[5] CN201510155411.2一种活性炭/导电炭黑复合电极材料及其制备方法