一种叔丁基锂溶液的制备方法

背景技术

有机锂化合物是一类重要的有机金属化合物，早在1929年就由K.Ziegler采用有机面化物与金属锂反应制备得到，并随后将其应用于有机合成中。目前，有机锂化合物作为一种重要的合成试剂，在基础理论研究和工业合成中起着重要的作用。

有机锂化合物的化学性质类似烷基面化儀，但更活泼，可与金属面化物、含烷基物质、面代控和含有活泼氨的化合物反应。常用的有机锂化合物包括丁基锂和苯基锂，其中，丁基锂主要用于拔除有机化合物中的活泼氨。丁基锂又包括正丁基锂和叔丁基锂，同正丁基锂相比，叔丁基的碱性更强，可拔去很多氨碳酸的氨，包括酸的a位氨苯，因此可应用于很多正丁基锂不适用的范围。

有机锂化合物一般通过制备锂或锂钢合金在惰性有机液体中的分散体，然后添加适宜的烷基面而制得的，使用时一般溶液状态使用。通常，叔丁基锂通过采用氯代叔下烧与2当量的锂金属反应而得到，化学反应式如下：

目前，正丁基锂在工业上已经能够大规模的制备，而叔丁基锂由于过于活泼，且原料相对更稳定，只能在实验室中小规模制备，当放大到工业规模的时候，反应往往难引发，成功率较低，得不到目标产物。由于基础研究和工业生产中叔丁基锂的用量巨大且具有不可替代性，如何实现叔丁基锂的规模化生产成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种叔丁基锂溶液的制备方法，采用该制备方法可W实现叔丁基锂的大规模制备。

一种叔丁基锂溶液的制备方法，包括下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将钢-锂合金放置于惰性溶剂中，加热揽拌使所述的钢-锂合金分散，冷却后除去所述惰性溶剂，得到钢-锂合金分散体；

似在惰性气体保护下，向步骤（1)得到的钢-锂合金分散体中加入戊烧，在30~38°C溫度时揽拌条件下，滴加氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液进行反应，反应完全后经处理得到所述的叔丁基锂溶液；所述的钢-锂合金中钢的质量分数为2%~6%;

所述的氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液中氯代正丁烧的质量分数为0.5~3%;

所述的惰性溶剂为对钢-锂合金呈化学惰性的有机溶剂；

所述的惰性气体为氣气或者氮气；

步骤（2)中的处理包括：在氮气保护条件下，进行过滤和用对叔丁基呈惰性的溶剂洗涂和稀释。

本发明中，所述的钢-锂合金中钢和所述的氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液中的氯代正丁烧起着活化反应的作用，使所述的反应能够顺利引发和进行。此时，所述的反应即使公斤级的量进行时，也能顺利的引发，得到目标产物。

由于所述的叔丁基锂极为活泼，对空气和水汽的敏感性较高，步骤（1)和步骤（2)中，所述的惰性气体优选为氣气，氣气的密度比空气高，无水无氧条件易于控制。

步骤（1)中，所述的钢-锂合金分散体通过加热所述惰性溶剂至溫度高于钢-锂合金的烙点，使所述钢-锂合金融化后得到，所述的惰性溶剂还需要满足沸点较高的要求，一般需要在200°c上，优选为白油，白油价格便宜，不宜吸收水分和空气，沸点360°C左右，能够很好地满足本发明的要求。

作为优选，步骤（1)中，所述的加热揽拌的加热溫度为205~210°C，加热溫度的提高有利于减小得到的钢-锂合金分散体的颗粒度，从而使反应更加易于引发。作为进一步的优选，所述的加热揽拌的加热溫度为205~210°C

作为优选，步骤似中，所述的钢-锂合金中钢的质量分数为3%~5%，所述的钢-锂合金中钢的质量分数的增加，可促进反应的引发更为顺利，但是含量过高，会使产品中杂质的含量增加。

步骤（2)中，所述的氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液中氯代正丁烧的质量分数优选为1~2%，所述的氯代正丁烧可促进反应的引发，但是用量不易过多，否则会在产物中引入正丁基锂，影响所述的叔丁基锂溶液的使用，作为进一步的优选，所述的氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液中氯代正丁烧的质量分数为1%。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)通过调节钢-锂合金中的钢和氯代正丁烧-氯代叔下烧混合液中氯代正丁烧的质量分数，使生成叔丁基锂的反应能够顺利的引发和进行，同时，有效地控制了产品中杂质的含量，保证了产品的质量；

(2)通过制备颗粒度较细的钢-锂分散体，使反应能够顺利的引发和进行，提高了反应的成功率。

制备方法

氣气保护下，往装有高速揽拌器的ILS口瓶中加入21g3%的钢-锂合金和150ml高沸点惰性溶剂（白油）。用氮气置换体系中空气后，慢慢开动揽拌并加热至20℃，使金属完全烙融，此时揽拌速度上升至1200r/min，溫度高至210°C.在此溫度下高速揽拌10分钟。停止加热和揽拌，反应瓶置于冷水浴中尽快冷却，溫度降至9℃后开动揽执进一步冷却至室溫。在氣气流下压滤出溶剂，并用钢处理过的戊烧洗涂三次。最后在氣气保护下使溶剂挥发至干，加入干燥的470ml戊烧加热使戊烧回流，在激烈揽拌下滴入107ml(0.979mol)氯代叔下烧。在加入5ml后反应开始，待放出热量时停止加热。在保持一定的回流速度下继续滴加氯代叔下烧，约化滴加完毕。其后进一步激烈揽拌化。置空气中自然冷却后用砂板漏斗过滤，反应瓶和滤出物用戊烧（200ml)洗涂，得到浓度为10.7%的叔丁基锂溶液475g(收率80%)。