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
[3]刘中京. 正丁基锂的合成及应用 [J]. 齐鲁石油化工, 2004, (S1): 56-58+61-10.
[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
引言:
正丁基锂是一种有机锂化合物,通常用作有机合成中的有机锂试剂。它具有独特的反应性和化学性质,在有机合成领域起着重要作用。
简介:
正丁基锂 C4H9Li(缩写为 n-BuLi)是一种有机锂试剂。它广泛用作生产聚丁二烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SBS) 等弹性体的聚合引发剂。此外,它还广泛用作制药行业等有机化合物合成中的强碱(超强碱)。
正丁基锂是固体还是液体?丁基锂在市面上以戊烷、己烷和庚烷等烷烃溶液(15%、25%、1.5 M、2 M、2.5 M、10 M 等)的形式提供。可以制备乙醚和 THF 溶液,但稳定性不够,不适合储存。全球每年生产和消费的丁基锂和其他有机锂化合物估计为 2000 至 3000 吨。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,此类溶液可以无限期保持稳定,但实际上,它们会随着时间而降解。细小的白色沉淀(氢化锂)会沉积下来,颜色会变成橙色。
1. 正丁基锂的结构分析
正丁基锂在固态和溶液中都以簇的形式存在。聚集的趋势对于有机锂化合物来说是常见的。聚集体由锂和丁基链末端碳之间的非定域共价键结合在一起。 对于正丁基锂,簇是四聚体(在乙醚中)或六聚体(在环己烷中)。该簇是一种扭曲的立方烷型簇,Li 和 CH2R 基团位于交替的顶点。等效描述将四聚体描述为 Li4 四面体与四面体 [CH2R]4 互穿。簇内的键合与描述乙硼烷的键合有关,但由于涉及八个原子,因此更复杂。正丁基锂具有富电子特性,对路易斯酸具有高度反应性。正丁基锂四聚体和正丁基锂六聚体分别如图一、图二所示:
2. 性质
正丁基锂,英文名称:n-Butyllithium,CAS:109-72-8,分子式:C4H9Li,是一种重要的有机锂化合物。它通常以无色液体形式存在,但也有可能呈粉状。正丁基锂具有以下物理性质:
分子量: 64.06 g/mol
熔点: -84℃
沸点: 80-90℃ (0.013 Pa)
密度: 0.68 g/mL (20℃)
比重:0.765(25℃)
溶解性: 可溶于戊烷、己烷、苯等多种有机溶剂,在水中放热分解。
反应性: 在空气中易自燃,遇水迅速分解生成氢氧化锂和丁烷。与乙醚缓慢反应生成乙氧基锂、丁烷和乙烯。在100℃左右缓慢分解,150℃以上迅速分解,主要产物为丁烯、丁烷和氢化锂。
注意: 正丁基锂具有强碱性和易燃性,在使用时应注意安全,避免接触皮肤和眼睛,并远离火源。
3. 正丁基锂的用途
正丁基锂是一种很有前途的新产品,是良好的阴离子聚合引发剂,n-Buli可用于引发合成S-SBR、LCBR、MVBR、HVBR、SBS、SIS、KR-BDS、HBI及液体聚丁二烯橡胶,用途十分广泛。正丁基锂也是合成新化学物质的烃化剂,广泛应用于合成橡胶、新型医用抗菌药物、艾滋病药物、香料合成、液晶材料等领域。
4. 正丁基锂的处理和储存
(1)处理的最佳做法
正丁基锂是一种高反应性的自燃化合物,这意味着它与空气接触后会自燃。在实验室和工业环境中,必须在通风橱下使用惰性气体技术极其小心地处理正丁基锂。这通常涉及使用注射器或套管转移试剂,同时用氮气或氩气等惰性气体吹扫原始容器以防止暴露在空气中。人员应穿戴适当的个人防护设备,包括手套、护目镜和实验室外套,以避免皮肤和眼睛接触。
(2)防止降解和确保稳定性的储存条件
为了保持稳定性并防止降解,必须在特定条件下储存正丁基锂。它应存放在阴凉、通风良好的地方,远离热源和点火危险。容器必须密封并储存在惰性气体(通常是氮气)下。许多供应商提供在惰性气体下预先密封的正丁基锂溶液。接触正丁基锂时,务必尽量减少容器顶部空间,以减少与空气的接触。请务必查阅安全数据表 (SDS),了解制造商提供的具体存储建议。
5. 结论
正丁基锂是一种在有机合成中非常有用的试剂,但需要谨慎使用以确保安全。掌握其用途、安全注意事项以及相关监管方面的关键点对于避免意外事件和确保实验成功至关重要。在使用正丁基锂或其他有机锂化合物时,负责任地操作和遵守安全准则是至关重要的。未来,随着有机合成技术的发展,正丁基锂等有机锂试剂的应用将继续扩大,为合成化学领域带来更多创新和可能性。通过认真学习和严格遵循安全措施,我们可以更好地利用这些有机锂化合物,推动科学研究的进步与发展。
参考:
[1]刘中京.正丁基锂的合成及应用[J].齐鲁石油化工,2004,(S1):56-58+61-10.
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/N-Butyllithium
[3]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
[4]https://enhs.uark.edu/_resources/documents/
[5]https://ehs.stanford.edu/reference/information-on-pyrophoric-compounds
正丁基锂是一种无色或微黄色透明液体,在室温下非常稳定,受热时会释放氢化锂。它可以溶于烃和醚,与醚、胺和硫醚形成络合物。常用正己烷作为溶剂,密度为0.675g/ml。一般制备成摩尔浓度为1.0M-1.3M的稀溶液,质量百分比浓度在9%-13%之间。正丁基锂广泛应用于药物中间体、液晶单体、农药和橡胶业的有机催化反应。
正丁基锂是一种多用途的阴离子聚合引发剂,但近年来发生了多起由正丁基锂引起的爆炸和火灾。为了尽量避免这些悲剧的发生,在使用正丁基锂的实验中需要注意以下事项:
1. 在量取正丁基锂时,要注意其极易自燃的特性,针头尖端可能会冒火星。
2. 在整个操作过程中,必须使用惰性气体进行保护,特别要注意安全。
3. 如果正丁基锂着火,应使用沙土进行灭火。平时应随时备有灭火的沙土。
4. 制备和使用正丁基锂时,最好不要单独操作,以免发生意外情况时无法处理。
5. 正丁基锂是一种亲核性很强的试剂,应避免使用塑料或橡胶容器,要在避光、隔水和低温条件下保存。
6. 使用正丁基锂的反应体系和溶剂等必须严格无水无氧。
7. 不要让正丁基锂接触易燃物质,如杜瓦品中的丙酮冷浴。
8. 在取用正丁基锂的过程中可能会出现针头堵塞的情况,必须冷静处理,并及时告知操作人员。
9. 如果正丁基锂滴落到台面或地上,不要紧张,应立即用石棉布或沙子覆盖,切勿滴落到衣服或溶剂中。
10. 当需要使用较大量的正丁基锂时,建议直接使用干燥洁净的不锈钢导管,通过可控制流速的适当惰性气体微压将正丁基锂缓慢滴加到反应体系中,必要时可以将导管从液面以下抽出。
11. 控制正丁基锂的加入速度,如果天气湿度较大,被冷冻的瓶子会结冰霜,难以观察反应的快慢情况。
正丁基锂是一种被广泛应用于医药化工、液晶电子、橡胶、科研及食品添加剂等行业的阴离子聚合引发剂。
正丁基锂在固态与大部分溶剂中,以原子簇的形式存在。有机锂化合物通常有聚集的倾向。正丁基锂的原子簇由锂和丁基末端的碳以离域共价键结合。原子簇内的键结类似乙硼烷,但因包含八个原子而更为复杂。由于正丁基锂缺乏电子的特性,对路易斯碱具有高度反应性。
由于碳与锂电负度的巨大差异,C-Li键是高度极性的,电荷分离度估计约在55-95%。因此在实际用途上,正丁基锂通常可当作丁基阴离子n-Bu?与锂阳离子Li+,尽管这是不正确的:正丁基锂并不是离子化合物。
正丁基锂的纯化方法包括将含杂质的正丁基锂溶液进行竖式自然沉降、离心甩滤和微孔过滤等步骤。这些纯化步骤都在无水无氧的条件下进行。
在合理的化学认知中,正丁基锂必须在惰性气体的密封系统中储存与使用,以防止试剂失去活性并维持安全。正丁基锂与水和二氧化碳都有剧烈反应的倾向。叔丁基锂极易与空气与水分反应,而正丁基锂则无,但为防止分解仍应于干燥的氮气中使用。
叔丁基锂,又称t-丁基锂,是一种有机锂化合物,是有机合成中的超强碱。它以簇合物的形式存在,可以去除许多碳氢化合物中的氢,包括苯。
叔丁基锂中的C-Li键高度极化,具有碳负离子源的共振式。叔丁基锂比正丁基锂更强碱,主要用于去除有机化合物中的活性氢,如胺和醚的α位。例如,室温下叔丁基锂可以使四氢呋喃在几分钟内分解。
正丁基锂(简称BuLi)是最重要的有机锂化合物之一,广泛用于弹性聚合物的聚合起始剂,如聚丁二烯和SBS树脂。它也常用作有机合成中的强碱。
正丁基锂是一种强碱,也可用作强亲核剂和还原剂。在金属化反应中,正丁基锂的锂核心易与非质子性路易斯碱结合。这种反应通常在四氢呋喃和乙醚中进行,因为醚类是有机锂衍生物的良好溶剂。
叔丁基锂极易与空气和水反应,其水解反应会释放出足以点燃溶剂的热量。因此,必须在惰性气体的密封系统中储存和使用叔丁基锂以确保安全。
在合理的化学实验中,正丁基锂也必须在惰性气体的密封系统中储存和使用,以防止试剂失去活性并保持安全性。
正丁基锂是一种在制药领域中被广泛应用的化学物质。它具有独特的化学性质和反应活性,使其在多个领域中发挥重要作用。那么,正丁基锂在制药领域中有哪些应用领域呢?让我们一起来了解一下。
首先,正丁基锂在有机合成中扮演着重要角色。由于其高度反应活性和能与多种有机化合物发生反应的能力,正丁基锂常被用作有机合成的试剂。它可以用于合成新药物的关键中间体,或参与合成药物分子的特定反应步骤。这使得正丁基锂成为制药过程中不可或缺的化学品。
其次,正丁基锂在金属有机化学中具有重要的应用。金属有机化合物是一类由金属和有机基团组成的化合物,广泛应用于制药领域。正丁基锂可以用作金属有机化合物的前体,通过与金属发生反应生成金属有机配合物。这些金属有机配合物常常用于催化剂的制备,参与药物合成中的关键步骤。
此外,正丁基锂还可以用于制备聚合物材料。聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物,被广泛应用于制药领域的药物输送系统、缓释剂和材料包覆等方面。正丁基锂可以作为引发剂或催化剂参与聚合反应,用于合成特定性能的聚合物材料。这些材料在制药领域中具有重要的应用潜力。
综上所述,正丁基锂在制药领域中有多个应用领域。它被广泛用于有机合成、金属有机化学和聚合物材料的制备中。正丁基锂的特殊性质和反应活性使其成为制药领域中不可或缺的化学品,为药物的合成和材料的开发提供了重要的支持。
引言:
正丁基锂是一种常用的有机锂化合物,其毒性备受关注。对于正丁基锂是否有毒性,值得进行深入了解和评估。
简介:
正丁基锂(n-BuLi)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-树脂等产品的生产过程。此外,正丁基锂还广泛应用于精细化工、医药等行业。
目前,正丁基锂的生产装置是在惰性气体的保护下,将金属锂在白油中加热至熔点以上使其全部熔融,然后再高速搅拌分散成为具有极高活性的细小锂砂,之后在环己烷或正己烷的溶剂体系中与氯代正丁烷反应,制得正丁基锂溶液,再将该溶液过滤分离得到正丁基锂。
1. 正丁基锂的性质
正丁基锂的物理和化学性质如下图:
2. 正丁基锂的用途和应用
(1)烷基锂化合物由于其碳锂键的高度极性而成为强碱性和亲核性试剂。常用的烷基锂试剂是正丁基锂,这是一种强碱,pKa 约为 50。
(2)与其他烷基锂试剂一样,正丁基锂的价值在于它能够通过金属化生成其他功能化有机锂化合物。金属化反应依赖于烷基锂试剂对醛、酮、砜、腈和其他化合物中存在的弱酸性质子进行去质子化的能力。
(3)去质子化产生的碳负离子是各种手性转化和其他有机反应的宝贵中间体。通过金属化产生的稳定有机锂化合物也可以作为亲核试剂在各种转化中发生反应:与烷基和烯丙基卤化物的反应、与羰基化合物的加成、共轭加成和环氧化物开环。
(4)有机锂试剂还用于通过金属转移反应制备其他金属有机化合物,这是一种生产有机铜和有机钛化合物的非常有用的技术,其选择性可能高于有机锂化合物。
(5)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。
3. 正丁基锂有毒吗?
(1)职业安全与健康管理局尚未制定允许暴露限值 (PEL)。但这并不意味着其使用不会带来危害。相反,由于其在空气中自燃并与水剧烈反应的特性,这种化学品具有相当大的安全隐患。这更是应该了解和遵守其使用的所有适当的健康和安全方面的原因。
(2)正丁基锂对粘膜和上呼吸道、眼睛和皮肤的组织极具破坏性。吸入可能引起以下症状:支气管痉挛、炎症和水肿,喉部痉挛、炎症和水肿,吸入或吸入可能引起化学性肺炎和肺水肿。接触症状可能包括烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。
4. 正丁基锂SDS
4.1 急救措施
(1)一般建议
咨询医生。向主治医生出示本安全数据表。
(2)如果吸入
如果吸入,将人员移至新鲜空气中。如果停止呼吸,进行人工呼吸。咨询医生。
(3)如果皮肤接触
用肥皂和大量水清洗。咨询医生。
(4)如果眼睛接触
用大量水彻底冲洗至少 15 分钟并咨询医生。
(5)如果吞咽
切勿让失去意识的人口服任何东西。用水漱口。咨询医生。
(6)如有必要,指示立即就医和需要特殊治疗
4.2 灭火剂
(1)合适的灭火剂
使用水喷雾、抗酒精泡沫、干化学剂或二氧化碳。
(2)消防员的特殊防护措施
必要时,佩戴自给式呼吸器进行消防。
4.3 意外泄漏措施
(1)个人预防措施、防护设备和应急程序
使用个人防护设备。避免形成粉尘。避免吸入蒸气、雾气或气体。确保通风良好。将人员疏散到安全区域。避免吸入粉尘。
(2)环境预防措施
如果安全,防止进一步泄漏或溢出。不要让产品进入下水道。必须避免排放到环境中。
4.4 控制和清理的方法和材料
捡起并安排处置。清扫并用铲子铲起。放在合适的密闭容器中处理。
4.5 处理和储存
(1)安全处理预防措施
避免接触皮肤和眼睛。避免形成粉尘和气溶胶。避免接触 - 使用前获取特殊说明。在形成粉尘的地方提供适当的排气通风。
(2)安全储存条件,包括任何不相容性
存放在阴凉处。将容器密封,存放在干燥通风良好的地方。
5. 结论
在总体上,正丁基锂被认为是具有一定的毒性的化合物,需要在操作和储存时采取适当的安全措施。了解正丁基锂的潜在风险和安全要求对于在实验室环境中使用它是至关重要的。通过遵循正确的操作规程和安全措施,我们可以最大程度地减少可能的危险,并确保实验的安全性和成功性。
参考:
[1]https://www.guidechem.com/msds/109-72-8.html
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/N-Butyllithium
[3]https://www.fishersci.com/us/en/scientific-products/publications/lab-reporter/2019/issue-2/protecting-n-butyllithium-air-moisture.html
[4]https://enhs.uark.edu/_resources/documents/sops/
[5]绍兴上虞华伦化工有限公司. 一种无白油正丁基锂的制备方法.2023-06-09.
为了制备正丁基锂乙醚溶液,我们需要在无水无氧氮气保护下进行以下步骤:
为了制备正已烷溶液,我们需要在氮气保护下进行以下步骤: