叔丁基锂的应用

背景及概述^[1][4]

有机锂化合物的化学性质类似烷基卤化镁，但更活泼，可与金属卤化物、含羰基物质、卤代烃和含有活泼氢的化合物反应。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氢。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，可以拔去很多氢碳酸的氢，包括醚的α位氢苯，因此可以应用于很多正丁基锂不适用的范围。

叔丁基锂t-C₄H₉Li，无色结晶固体。与正丁基锂相似，但活性更高。对热稳定，在100℃加热 20小时也很少分解。由叔丁基氯(含叔丁醇)与含钠的锂在正戊烷中回流温度下反应制备。实验室用作聚合引发剂和金属化剂等。丁基锂，也称t-丁基锂，是一个有机锂化合物，是有机合成中的超强碱。以簇合物存在，可以拔去很多氢碳酸的氢，包括苯。叔丁基锂高度易燃，可在空气中自燃，储存时必须以干燥氮气保护，使用时也必须非常小心。

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，只能在实验室中以小规模制备，当放大到工业规模的时候，反应往往难以引发，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。

应用^[2][3]

叔丁基锂可用作羰基化合物的烷基化、脱溴剂、有机合成、用于重要的锂试剂。通过卤素一金属交换反应而可用于制备其它有机铿化合物，如芳基铿、三烷基氢化硼锉、乙烯基锉、等。在温和条件下还原拨基成怒基也是聚合反应的引发剂。叔丁基锂相比正丁基锂和异丁基锂而言，具有更强的碱性和金属化活性以及更弱的亲核性，因此能够用于质子酸性更弱的烃类底物的脱质子锂化反应 。

通常，简单烷烃对于叔丁基锂仍然能保持惰性，但是对于含杂原子的溶剂如THF则会与叔丁基锂发生反应。当底物是含杂原子如氧、氮、硫的化合物时，使用叔丁基锂作脱质子试剂能够获得很高的区域选择性。应用举例如下：

1. 作为催化剂用于制备一种2-氯-5-(三氟甲基)苯甲酸。

以对氯三氟甲苯和叔胺类化合物（例如四甲基乙二胺或N,N-二异丙 基乙胺）为原料，在强碱叔丁基锂的作用下形成2-氯-5-(三氟甲基)苯锂盐，该锂 盐与固态二氧化碳反应制得2-氯-5-(三氟甲基)苯甲酸，所述反应路线原料易得， 收率高，工艺过程简单，简化了纯化工艺，缩短生产周期，利于工业化生产。

方法包括如下 步骤：（1）以对氯三氟甲苯和叔胺类化合物为原料，以叔丁基锂为催化剂，制备 2-氯-5-(三氟甲基)苯锂盐；（2）将步骤（1）得到的2-氯-5-(三氟甲基)苯锂盐与固态二氧化碳反应，去 除溶剂，制得2-氯-5-(三氟甲基)苯甲酸。

2. 作为一种密封材料的原料。

该密封材料，按质量份数计 算，包括如下组分：200-250份硅橡胶，250-300份氟树脂，100-150份硫化橡胶，150-200份三 元乙丙橡胶，10-15份硬脂酰乳酸钠，10-12份二氧化钛，5-8份氢氧化钾，12-15份氢氧化镁， 8-10份丙烯酸酐，6-8份异氰酸苯酯，10-15份富马酸二甲酯，5-8份过氧化二苯甲酰，6-8份 叔丁基锂，7-8份氮化硅，5-10份硅粉。 该密封材料的力学强度高、摩擦系数低（为 0.20-0.22）、抗磨损能力强，在高温（可在 200 ℃场合工作）高压（能承受 400MPa 的压力）工作条件下使用寿命长。

制备 ^[4]

叔丁基锂溶液的制备方法，包括以下步骤：

(1) 在惰性气体保护下，将钠锂合金放置于惰性溶剂中，加热搅拌使所述的钠锂合金分散，冷却后除去所述惰性溶剂，得到钠锂合金分散体；

(2) 在惰性气体保护下，向步骤(1)得到的钠锂合金分散体中加入戊烷，在30～38℃温度时搅拌条件下，滴加氯代正丁烷氯代叔丁烷混合 液进行反应，反应完全后经处理得到所述的叔丁基锂溶液；

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 孙郁;张春涛;纪奉元.一种2-氯-5-(三氟甲基)苯甲酸的制备方法. CN201210525388.8 ，申请日2012-12-10

[3] 高赛贤. 一种密封材料 . CN201710974812.X，申请日2017-10-19

[4] 李典正;张江林;何光明. 一种叔丁基锂溶液的制备方法. CN201310016356.X，申请日2013-01-16