有機(jī)鋰化合物是一類重要的有機(jī)金屬化合物,早在1929年就由K.Ziegler采用有機(jī)鹵化物與金屬鋰反應(yīng)制備得到,并隨后將其應(yīng)用于有機(jī)合成中。目前,有機(jī)鋰化合物作為一種重要的合成試劑,在基礎(chǔ)理論研究和工業(yè)合成中起著重要的作用。Ziegler發(fā)現(xiàn)有機(jī)鋰化合物在有機(jī)合成上與有機(jī)鎂化合物(Grignard試劑)具有相似的性質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值,并且在某些方面與Grignard試劑相比,具有反應(yīng)活性更強(qiáng)、產(chǎn)率高、還原傾向較小、產(chǎn)物容易分離、能夠溶于多種非極性溶劑等特點(diǎn),從而在有機(jī)合成中可以代替Grignard試劑或彌補(bǔ)Grignard試劑在某些合成上的不足。同時(shí),有機(jī)鋰化合物在一些有機(jī)合成中具有獨(dú)特的性能,使得它在有機(jī)合成中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和重要的意義。
苯基鋰是常用的有機(jī)鋰化合物,現(xiàn)有技術(shù)中一般由溴苯或氯苯與金屬鋰在乙醚或乙醚-苯混合液中反應(yīng)制得,或由二苯基汞與金屬鋰在甲苯中作用而得,該方法存在由于苯基鋰過于活潑,且原料相對(duì)更穩(wěn)定,當(dāng)放大到工業(yè)規(guī)模的時(shí)候,反應(yīng)往往難以引發(fā),成功率較低,得不到目標(biāo)產(chǎn)物。由于基礎(chǔ)研究和工業(yè)生產(chǎn)中苯基鋰的用量巨大且具有不可替代性,如何實(shí)現(xiàn)苯基鋰的規(guī)模化生產(chǎn)成為一個(gè)亟需解決的問題。
苯基鋰的合成方法
苯基鋰的制備通常包括以下兩個(gè)步驟:(1)在惰性氣體保護(hù)下,向體系中投加鈉-鋰合金和正丁醚,攪拌得鈉-鋰合金分散液;(2)在10~30℃下,攪拌下向步驟(1)得到的鈉-鋰合金分散液中滴加溴苯,控制體系溫度在10~30℃,滴加完畢后保溫反應(yīng)經(jīng)處理得苯基鋰溶液[1]。
實(shí)驗(yàn)室合成過程如下:將潔凈干燥的500L反應(yīng)釜用氬氣置換3次待用,在氬氣保護(hù)下,向500L反應(yīng)釜投入48.42kg正丁醚,3.9kg鈉-鋰合金(鈉-鋰合金中鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%),攪拌得鈉-鋰合金分散液;
控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在10~30℃之間,攪拌下向鈉-鋰合金分散液中緩慢滴加88kg濃度為45wt%的溴苯正丁醚溶液引發(fā)反應(yīng),反應(yīng)隨即被引發(fā)(反應(yīng)液變?nèi)闈?,反應(yīng)引發(fā)后溫度急劇升高,冷媒降溫,全程嚴(yán)格控制體系溫度在10~30℃之間進(jìn)行反應(yīng),約6~8h滴加完畢,溴苯的滴加過程要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)物苯基鋰的濃度,產(chǎn)物濃度沒增加時(shí)必須停止滴加溴苯。滴加完溴苯后,保溫反應(yīng)1h,降溫至室溫靜置,用砂板漏斗過濾,反應(yīng)釜和濾出物(溴化鋰固體)用正丁醚洗滌,得到濃度為1.5M的苯基鋰溶液,收率為80%,其中,副產(chǎn)物聯(lián)苯的質(zhì)量百分比含量為0.2%。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國(guó)專利CN107739388A 一種苯基鋰的制備方法