引言：

正丁基锂是一种重要的有机锂化合物，在有机合成领域有着广泛的应用。了解其用途以及正确的储存方法对于安全地使用正丁基锂至关重要。

简介：

丁基锂是一种多用途的阴离子聚合引发剂。丁基锂有什么作用？通过活性聚合途径可引发合成指定分子结构的线型、星型、嵌段、无规、遥爪型等聚合物，其应用范围遍及橡胶和塑料。而且这个体系可在同一套装置上通过调节单体比例、添加剂用量、改变工艺条件等手段制得微观结构不同、性能各异的高聚物。已工业生产的品种牌号多达六、七十种，总生产能力已超过1Mt。这是目前其它任何一种引发体系所不能做到的。此外，它还是一种有机合成中间体，通过它可制得难以直接合成的金属有机化合物，用途十分广泛。在实际使用中，应用最多的两种同分异构体是正丁基锂和仲丁基锂。

正丁基锂的作用是什么？在工业上，正丁基锂被广泛用作丁二烯、异戊二烯和苯乙烯等分子的阴离子聚合反应的引发剂。这些工艺对于制造各种商品至关重要，例如橡胶轮胎和各种塑料和包装材料。

1. 正丁基锂有什么用途？

（1）正丁基锂是一种金属有机化合物，可用于有机化合物的合成，通常作为引发剂，也可用作为烷基化试剂。正丁基锂是一种广泛应用于有机合成的试剂，以其作为强碱和亲核试剂的双重作用而闻名。它的化学式是C4H9Li，常用于酸性氢原子的去质子化和碳-碳键的形成。

方小平等人利用正丁基锂作为烷基化试剂与邻苯二甲酸酐类化合物作用，合成天然产物藁本内酯及其类似物，合成路线如下：

（2）正丁基锂是锂系聚合物生产中广泛使用的聚合引发剂，在工业上主要用于热塑性弹性体SBS、SIS、SEBS、低顺式聚丁二烯橡胶、溶聚丁苯橡胶、K-树脂等产品生产。2004年时，中国用n-BuLi作引发剂的聚合物装置的生产能力超过21万t/a。

（3）此外n-BuLi还广泛用于精细化工、医药等行业。曲小姝等人研究了正丁基锂 /叔丁醇钾型超强碱试剂的制备方法及制备工艺 ，制备出了碱强度H-＞43的新型多种金属超强碱试剂。该超强碱试剂具有很强的金属化能力，在甲苯的金属化反应研究中，分别以 87%和 71%的产率合成目标产物乙苯和苯乙酸，反应选择性接近 10 0 %。同时也对超强碱试剂的碱强度测定方法进行了深入研究，建立了一套用弱酸指示剂测定碱强度的分析方法。

2. 安全注意事项

从化学角度来看，将所有烷基锂储存和处理在惰性气体下的密封系统中是明智的，以防止活性丧失和出于安全原因。特别是叔丁基锂对空气和水分反应性极强，其水解会放出大量热量，足以点燃溶剂（商业来源通常使用四氢呋喃、乙醚或己烷），因此在暴露于空气中时通常会燃烧。在某些情况下，它可能会自我密封，例如在针头中，由于形成了氢氧化物和氧化物屏障，从而阻止氧气进一步进入。这类似于铝的稳定金属形式的氧化物表面层。虽然叔丁基锂被归类为在空气中自燃，但正丁基锂不是，但为了防止降解，仍在干燥的氮气气氛下处理。

3. 为什么正丁基锂会在己烷中使用？

n-BuLi 是一种强碱 （pKa ~ 50），通常作为己烷（1.6M 或 2.5M）溶液出售。它与水发生剧烈反应，需要储存在惰性气氛下，以防止其与空气中的水分发生反应。正丁基锂 (n-BuLi) 是一种有机锂试剂，通常以己烷等烷烃溶液的形式出售。虽然丁基锂是无色的，但正丁基锂通常以烷烃中的淡黄色溶液形式出现。如果储存得当，这种溶液可以无限期地稳定，但在实践中，它们会随着老化而降解。沉积细小的白色沉淀物（氢化锂），颜色变为橙色。

有机锂试剂（例如n -BuLi）可在溶液中形成聚集体或溶剂复合物，从而影响其反应性。可以使用6 Li NMR 光谱等方法对其进行研究。然而，即使在极低的温度下（-80 ℃），使用此方法观察到的n -BuLi的6 Li 峰也会重叠，因此无法确定其聚集体的结构。

Paul G. Williard 等人使用扩散有序 NMR 确定了正丁基锂在烃类和醚类溶剂中的溶液特性和配体结合常数。研究人员发现，在–40℃ 的烃类溶剂（己烷）中，正丁基锂主要以八聚体的形式存在。当温度升高时，六聚体聚合体占主导地位。加入 THF 或乙醚后，最常见的物种是具有四个配位溶剂分子的四聚体（如图所示）。如果提高醚的浓度，该四聚体会部分解聚并形成四溶剂化的二聚体。研究人员表示，这些信息可以深入了解正丁基锂在不同情况下的反应性差异。

4. 结论

综上所述，正丁基锂作为一种重要的有机锂化合物，在有机合成领域发挥着关键作用。正确了解其用途并严格遵守储存和处理要求，可以确保安全有效地应用这一化合物。正确的储存措施对于保障实验室安全和实验成功至关重要，我们应该始终谨慎处理和储存正丁基锂，以确保实验的顺利进行并保证人员和设施的安全。

参考：

[1]https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/N-Butyllithium.html

[2]https://www.proprep.com/questions/what-is-the-role-of-nbutyllithium-nbuli-as-a-strong-base-and-nucleophile-in-organic-synthesis-and-ho

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[4]刘勇,陈海龙,陈韶文,等. 引发剂正丁基锂品质改进及其在SBS生产中的应用 [J]. 弹性体, 2004, (03): 23-26. DOI:10.16665/j.cnki.issn1005-3174.2004.03.006.

[5]方小平. 正丁基锂与酸酐的反应在合成中的应用 [J]. 黄山学院学报, 2004, (03): 51-52.

[6]https://en.wikipedia.org/wiki/N-Butyllithium

[7]https://www.chemistryviews.org/details/news/10597033/What_Does_nButyllithium_Look_Like_in_Solution/

[8]https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.7b01644

[9]https://www.fishersci.com/us/en/scientific-products/publications/lab-reporter/2019/issue-2/protecting-n-butyllithium-air-moisture.html