正丁基锂的结构与危险性
发布日期:2022/11/11 13:47:15
正丁基锂是一种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。
结构
正丁基锂在固态与大部分溶剂中,均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,是由锂和丁基末端的碳以离域共价键结合。以正丁基锂为例,原子簇为四聚体(在醚中)或六聚体(在环己烷中)。其四聚体形成扭曲的立方烷结构,其中锂与CH2R基的末端碳位于交错的顶点上。也可视为Li4的正四面体与[CH2R]4的正四面体互相交错而成的结构。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(2.55)与锂(0.98)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。
纯化方法
正丁基锂的纯化方法,其步骤如下:
a)将含杂质的正丁基锂溶液送入竖式沉降槽中进行竖式自然沉降;
b)a步所得的滤液进入离心机中密闭甩滤;
c)b步所得的滤液送入微孔过滤器进行过滤,同时向微孔过滤器中通入惰性气体,把粒径在1~4微米的杂质滤掉,得浅黄色透明液体;上述三步纯化步骤都在无水无氧下进行。
危险性
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。正丁基锂与水剧烈反应:
C4H9Li + H2O → C4H10 + LiOH
正丁基锂亦与二氧化碳反应,产生戊酸锂:
C4H9Li + CO2 → C4H9CO2Li
叔丁基锂极易与空气与水分反应,其水解反应放出的热量足够点燃溶剂(通常为四氢呋喃、乙醚或己烷),因此当接触空气时便会点燃。在某些情况下(如针头中),正丁基锂由于产生锂的氧化物与氢氧化物作为屏障,可能会自行隔绝空气,阻止进一步与氧气反应。这种情况类似在铝金属表面形成的氧化层。叔丁基锂具有自燃性,而正丁基锂则无,但为防止分解仍应于干燥的氮气中使用。