三丁基膦是一种无色透明液体,常用于过渡金属有机合成。它可以作为还原剂,用于打开蛋白质中的双硫键,还可以还原羰基和环氧基。此外,三丁基膦还可用作烯烃聚合催化剂、二苄醇的羰基化催化剂、聚丁二烯的氨甲基化催化剂,以及不饱和类固醇选择加氢催化剂。
三丁基膦具有令人恶心的气味,室温下为油状液体。它会缓慢与空气中的氧反应,并迅速与其他氧化剂反应生成氧化膦。因此,通常需要使用空气隔绝技术来保存三丁基膦。
中文名:三丁基膦
外文名:Tributyl phosphine
别名:TBUP;三正丁基膦
化学式:C12H27P
分子量:202.32
CAS号:998-40-3
EINECS号:213-651-2
熔点:5℃
沸点:240.0~242.0℃、121~122 (2.133×10Pa)
水溶性:不溶于水,可混溶于甲醇、乙醚、乙醇、苯。
密度:0.817(20℃)
外观:无色液体。具有大蒜样气味。
闪点:37
结构式:
RTECS号:SZ3270000
包装分类:Z01
三丁基膦与氧反应会生成三丁基氧化膦:
2 PBu3 + O2 → 2 OPBu3
为了避免这个反应的发生,储存时应隔绝氧气。
三丁基膦还可以发生烷基化反应,例如与氯化苄反应生成季??盐:
PBu3 + PhCH2Cl → [PhCH2PBu3]Cl
此外,三丁基膦还可以作为过渡金属配合物的配体,用于制备低氧化态的配合物。相比于三甲基膦,三丁基膦更加经济实惠且对空气的敏感程度更低。然而,由于其配合物大多数都是十分易溶的,结晶较为困难。此外,三丁基膦的1H NMR性质较难解释,可能会掩盖其他配体的信号。与其他叔膦相比,三丁基膦具有较密集的锥角(136°)和较基性的χ参数(5.25 cm?1)。
工业上通过磷化氢和丁烯的反应可以得到三丁基膦,该反应为自由基机理,不遵循马氏规则:
PH3 + 3CH2=CHCH2CH3 → P(CH2CH2CH2CH3)3
在实验室中,可以通过相应的格氏试剂和三氯化磷反应制备三丁基膦:
3 BuMgCl + PCl3 → PBu3 + 3 MgCl2
三丁基膦是一种常用的化学试剂,具有广泛的应用领域。它的英文名称是Tri-n-Butylphosphine,分子式为C12H27P,分子量为202.32。三丁基膦的物理性质包括沸点为240°C,熔点在30-35°C之间,密度为0.834 g/cm3(20°C)。它可以溶解于大多数有机溶剂,但微溶于乙腈和水。同时,三丁基膦也可以用于检测试剂的纯度,通过31PNMR进行检测。
三丁基膦的制备和商品可以在国际大型试剂公司购买。在使用过程中需要注意,三丁基膦易燃且有臭味,因此需要在惰性气体保护下使用。与空气接触会发生自由基链反应而被氧化,产生三丁基氧膦和二丁基亚膦酸丁酯。因此,在使用前通常需要经过减压蒸馏进行纯化。
与大多数常用的三配位磷试剂不同,三丁基膦是一种亲核试剂。它是相对较弱的碱,在MeNO3中pKa为8.70,在甲醇中pKa为5.60。使用时溶剂不必严格除氧,但需要用惰性气体保护。若暴露在空气中会发生剧烈的氧化反应,生成三丁基氧膦和二丁基亚膦酸丁酯。
除了上述性质和注意事项外,三丁基膦还有多种应用。它可以用于硫醚和硫酯的合成,通过与二硫化物和醇反应生成相应的硫醚和Bu3PO,与二硫化物和羧基反应可以得到硫酯。此外,三丁基膦还可以催化羰基与烯烃的加成反应、亲核取代反应、1,4-加成反应、C-X键的生成以及C-C键的形成。此外,它还可以作为金属催化剂的配体,催化不同类型的反应。
产品名称:三丁基膦
中文别名:TBUP,三正丁基膦,三正丁基麟
英文名称:Tri-n-butylphosphine
分子量:202.3165
分子式:C12H27P
CAS号:998-40-3
外观:无色透明液体
存储方法:可以在室温下保存,需要惰性气体保护,必须严格除氧,以免自由基链反应而被氧化。
产品描述:三丁基膦是一种亲核试剂、用作聚合交联催化剂。它是相对较弱的碱(在 MeNO3 中 pKa = 8.70;在甲醇中 pKa = 5.60), 使用时溶剂不必严格除氧,但需要用惰性气体保护,若暴露在空气中会发生剧烈的氧化反应,生成三丁基氧膦和二丁基亚膦酸丁酯。
制备方法:
(1)反应
原料混合反应釜和整个反应系统用氮气充分置换,向原料混合反应釜内加入500kg正丁烯和20kg过氧化苯甲酰,充分搅拌使完全溶解的混合料;通过进料泵向反应系统加入所述混合料,反应系统升温至80℃,同时通过压缩机向反应系统加入磷化氢气体(质量80%),控制反应温度80~85℃,反应压力5.0~8.0Mpa;物料和磷化氢全部加完后继续保温保压反应2小时,降温至50℃,反应系统泄压至0.5Mpa,将反应液转移至中间储槽,所述的磷化氢为生产次磷酸钠过程中产生的尾气;
(2)精馏
精馏系统用氮气进行充分置换,将步骤(1)反应液加入到精馏釜中,调节真空度200mbar,缓慢升温至80℃,收集轻组分;再缓慢提高真空至5mbar,温度升至150℃,先收集部分前馏分,待产物含量合格后开始收集产物,产物含量下降到不合格后停止收集,给系统降温,得到合格的产物三正丁基膦。
所得产物中三正丁基膦>95%,二丁基膦<0.2%,三丁基氧化膦<1%。
三丁基膦是一种有机物,可溶于有机溶剂,但不溶于水。它主要用作还原剂和催化剂,在医药行业中扮演着重要的角色。许多企业在研发和生产相关产品时会使用三丁基膦作为原料,因此涉及到了运输问题。
在运输三丁基膦时,不能与普通快递混在一起进行运输。必须准备专门运输危险品的车辆,并确保运输环境阴凉、干燥,避免高温、潮湿等问题,并要注意通风。司机在运输过程中禁止吸烟,同时要远离火源和热源,非相关人员也禁止携带火源接近运输车辆。此外,运输三丁基膦时不得与食用化学品等物品混淆储存运输,以免发生化学反应。
如果在运输过程中发生泄露,禁止非相关人员靠近,应由专业人员进行泄露应急处理,泄漏物需要及时收容,禁止排放到周边环境或下水道,以免造成环境和水资源的污染。
除了运输,还应该注意三丁基膦的储存问题。储存库房除了要满足运输条件外,还需要安装防爆型照明灯具和排风装置,以提供适宜的储存环境。无论是运输、储存、销售、生产还是使用三丁基膦,都必须严格按照其说明进行。
氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II),简称[PdCl(P(t-Bu)3)(biphenyl-2-NH2)],是一种由钯(II)离子、氯离子、三叔丁基膦和2-氨基联苯组成的有机金属化合物。这种化合物以其独特的分子结构和高度可调的配位能力,在化学研究中备受关注[1]。
氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)的性状
氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)具有一些独特的物理和化学性质。首先,由于三叔丁基膦和2-氨基联苯的配位作用,使得钯(II)离子的电子云密度发生变化,从而影响了其催化活性和反应选择性。其次,这种化合物在水和有机溶剂中均具有一定的溶解度,便于在实验中进行操作和分离。此外,氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)还具有较高的热稳定性和化学稳定性,可以在较宽的温度和pH范围内保持稳定[2-3]。
有机合成催化:氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)在有机合成中展现出优异的催化性能。它可以催化多种碳-碳键和碳-杂原子键的形成反应,如交叉偶联、烯烃氢化、羰基化等。这些反应在药物合成、精细化工和材料科学等领域具有广泛的应用。
材料科学:氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)还可以作为制备新型材料的催化剂。例如,在纳米材料的合成过程中,这种化合物可以调控纳米粒子的形貌、尺寸和分散性,从而得到具有特定功能的纳米材料。
能源领域:在能源领域,氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)也展现出潜在的应用价值。它可以催化燃料电池中的电极反应,提高电极的催化活性和稳定性。此外,在太阳能电池和光催化领域,这种化合物也有望发挥重要作用[2-4]。
随着科学技术的不断进步和研究的深入,氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)的应用前景将更加广阔。未来,科学家们将继续探索其合成方法、性质特点和应用领域,以充分发挥其潜力并为人类社会的发展做出更大的贡献。同时,我们也期待这种化合物在解决能源危机、环境保护和医疗健康等问题方面发挥重要作用。
[1]张宇,万克柔,高武,等.一种氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)的制备方法.CN201910962621.0[2024-05-28].
[2]张慧丽,康永利,张文,等.钯炭催化制备氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)[J].精细化工中间体, 2015, 45(5):4.
[3]卫洁,闫培良,毛浙徽,等.氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)合成反应工艺研究[J].山东化工, 2021, 50(17):2.
[4]徐浩,吴雪松,岑均达.氯[(三-TERT-三丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(II)的合成[J].中国医药工业杂志, 2014, 45(12):2.
三叔丁基膦是一种多用途的产品,可用作医药中间体、化学试剂和分析标准品。除了关注其用途,我们还需要重视产品的价格。
三叔丁基膦的熔点为30到35摄氏度,沸点为102到103摄氏度,闪点约为1°。存放时,虽然环境要求不高,但建议进行密封存储。作为第三代产品,在钯催化偶联反应中有广泛应用。然而,这种产品对空气敏感,因此建议在低温下隔绝空气存储,并在手套箱中操作。
现在我们对三叔丁基膦的基本性质有了更好的了解,购买时要注意,价格并不是固定的选择因素。生产厂家、购买时间和渠道不同,价格也会有所区别。目前常见的产品纯度大多在98%以上,选择一克包装规格的产品价格约为579元,选择五克包装规格的产品价格约为2872元。您也可以登录盖德化工网搜索三叔丁基膦,选择合适的供应商进行洽谈。
过渡金属催化的偶联反应在医药和石化行业中得到广泛应用。其中,钯催化剂是最常用的催化剂,可以催化多取代的卤代芳烃或卤代杂芳烃的Suzuki、Negishi、Stille、Heck等偶联反应。在钯催化剂催化各种偶联反应过程中,选择合适的配体可以提高反应的收率和选择性。近年来,三叔丁基膦作为一种新兴的第三代膦配体,在钯催化偶联反应中得到了广泛研究。三叔丁基膦具有富电子和大的空间位阻的特点,既加速了氧化加成反应,又利于原消除反应,从而加速了偶联反应的进程。
目前,已有一些关于三叔丁基膦的合成方法的文献报道。其中一种方法是通过叔丁基锂与三氯化磷反应得到。然而,该方法使用的叔丁基锂对空气敏感,易自然,使得反应条件控制要求较高。另一种方法是通过叔丁基氯化镁与三氯化磷在碘化铜和溴化锂的催化作用下反应得到。然而,该方法的后处理过程中存在大量无机盐,后处理困难,限制了其进一步应用。鉴于三叔丁基膦的优越催化活性和广阔的市场应用前景,探索更高效、实用的合成方法十分必要。
本发明旨在提供一种高收率、低生产成本、反应条件温和、操作简单的工业化生产三叔丁基膦的新方法。
为实现本发明的目的,本发明的反应路线如下:
1. 在氩气保护下,向干燥反应器中加入反应溶剂四氢呋喃。
2. 依次加入磷化钙、溴代叔丁烷以及二乙酰丙酮镍催化剂。
3. 升温至60-80 oC反应。
4. 加入水淬灭反应。
5. 进行萃取、干燥、减压蒸馏,得到三叔丁基膦。
所述的镍催化剂为二乙酰丙酮镍。
所述的磷化钙、溴代叔丁烷与镍催化剂的摩尔比为1 : 6-12 : 0.01-0.1。
本发明的优势在于使用溴代叔丁烷和磷化钙作为起始原料,避免了对空气敏感的叔丁基锂和叔丁基氯化镁的使用,操作更加简单。该发明优化了反应过程,反应条件温和,收率高,达90 %以上,更适合于工业化生产。
以下是三叔丁基膦的合成实例:
1. 在氩气保护下,向干燥反应器中加入2L四氢呋喃。
2. 依次加入磷化钙(182 g, 1mol)、溴代叔丁烷(816 g, 6mol)、以及二乙酰丙酮镍(12.8 g, 0.05mol)。
3. 升温至60 oC反应12小时。
4. 反应结束后加入1L水淬灭反应。
5. 进行萃取、干燥、减压蒸馏,得到无色液体三叔丁基膦367 g,收率91%。
1H NMR (400 MHz, C6D6) δ: 3.28 (d,J= 199 Hz, 1H), 1.29 (d, J = 11.3 Hz, 18H).
31P NMR (162 MHz, C6D6) δ: 33.2 (J= 200 Hz)。