化學(xué)名稱:叔丁醇鉀
英文名稱:Potassium t-butoxide
別名:第三丁氧基鉀、次丁氧基鉀、叔丁醇鉀溶液
化學(xué)式:C?H?KO
分子量:112.21
CAS 登錄號(hào):865 - 47 - 4
外觀與性狀:常態(tài)下,固體產(chǎn)品呈現(xiàn)為白色或類白色粉末狀 ,質(zhì)地細(xì)膩均勻 ,外觀潔凈,雜質(zhì)含量少 。在常規(guī)環(huán)境中,能維持相對(duì)穩(wěn)定的物理狀態(tài) 。液態(tài)的工業(yè)產(chǎn)品則為叔丁醇鉀的叔丁醇溶液,顏色多為淡黃色或乳白色,呈現(xiàn)微渾濁狀態(tài) 。
熔點(diǎn)與沸點(diǎn):熔點(diǎn)處于 256 - 258℃ ,當(dāng)達(dá)到此溫度區(qū)間時(shí),產(chǎn)品會(huì)從固態(tài)逐漸熔化為液態(tài) 。沸點(diǎn)約為 275℃ ,在此溫度下,液態(tài)的叔丁醇鉀會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài) 。在涉及加熱該產(chǎn)品的工藝操作中,需嚴(yán)格把控溫度,避免因溫度不當(dāng)致使產(chǎn)品分解或發(fā)生其他不利于生產(chǎn)和使用的變化 。
密度:密度約為 0.929 。相較于常見溶劑如水(密度約 1g/cm3),其密度稍小 。這種密度特性在產(chǎn)品儲(chǔ)存和使用時(shí),影響著它在不同體系中的沉降、分布情況 。在混合溶液體系中,可依據(jù)密度差異,采用合適的分離手段,實(shí)現(xiàn)叔丁醇鉀與其他物質(zhì)的初步分離 。
溶解性:可溶于叔丁醇,在叔丁醇中能夠均勻分散形成溶液 。在一些有機(jī)溶劑如乙醚、甲苯和二甲基亞砜中也具有一定溶解性 。然而,它在水中僅微溶 。這種溶解性特點(diǎn)決定了其在不同反應(yīng)體系中的應(yīng)用場景 。在許多需要有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)的有機(jī)合成反應(yīng)中,叔丁醇鉀能夠充分發(fā)揮作用 。
穩(wěn)定性:在常溫常壓的普通環(huán)境下,具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性 。但它屬于強(qiáng)堿性物質(zhì),遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng) 。這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中的叔丁氧基負(fù)離子具有很強(qiáng)的親核性,容易與水中的氫離子結(jié)合,導(dǎo)致叔丁醇鉀水解 。在儲(chǔ)存和使用過程中,必須嚴(yán)格避免與水接觸,以防產(chǎn)品變質(zhì) 。由于叔丁醇鉀堿性大于氫氧化鉀 ,且 (CH?)?CO?中三個(gè)甲基的誘導(dǎo)效應(yīng) ,使其比其他醇鉀具有更強(qiáng)的堿性和活性 。在一些對(duì)堿性環(huán)境要求較高的化學(xué)反應(yīng)中,叔丁醇鉀能夠提供適宜的反應(yīng)條件 。
有機(jī)合成反應(yīng):
堿催化劑:常被用作強(qiáng)堿催化劑 。在醇的脫水裂解反應(yīng)中,能夠促使醇分子脫去水分子,形成相應(yīng)的烯烴 。在乙醇脫水制備乙烯的反應(yīng)中,叔丁醇鉀可以提供堿性環(huán)境,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行 。在醚的合成反應(yīng)里,叔丁醇鉀能夠催化醇與鹵代烴或磺酸酯等發(fā)生親核取代反應(yīng),生成醚類化合物 。它還能促進(jìn)醇和酚的脫羥基反應(yīng) ,在酚類化合物與鹵代烴的反應(yīng)中,叔丁醇鉀可以奪取酚羥基上的氫原子,使酚形成酚氧負(fù)離子,進(jìn)而與鹵代烴發(fā)生取代反應(yīng),引入新的官能團(tuán) 。
參與縮合反應(yīng):在 Darzens 縮合反應(yīng)中,醛、酮在叔丁醇鉀存在下,與 α - 鹵代酸酯發(fā)生羥醛型縮合反應(yīng),同時(shí)失去氫鹵,生成 α,β - 環(huán)氧酸酯 。在 Stobbe 縮合反應(yīng)中,也能發(fā)揮重要作用,參與特定的有機(jī)化合物縮合過程,構(gòu)建新的碳 - 碳鍵 。在這些縮合反應(yīng)中,叔丁醇鉀通過提供堿性環(huán)境,促使反應(yīng)物分子發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和轉(zhuǎn)化 。
促進(jìn)重排反應(yīng):可用于催化 Pinacol 重排反應(yīng)和 Ramberg - Backlund 重排反應(yīng) 。在 Pinacol 重排反應(yīng)中,鄰二醇類化合物在叔丁醇鉀的作用下,發(fā)生分子內(nèi)重排,生成羰基化合物 。在 Ramberg - Backlund 重排反應(yīng)中,砜類化合物在叔丁醇鉀的影響下,經(jīng)過一系列反應(yīng)步驟,實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的重排,生成烯烴等產(chǎn)物 。叔丁醇鉀在這些重排反應(yīng)中,通過影響反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂和重組,推動(dòng)反應(yīng)朝著預(yù)期的方向進(jìn)行 。
應(yīng)用于消除反應(yīng):無論是 α - 消除還是 β - 消除反應(yīng),叔丁醇鉀都能高效地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行 。在 β - 消除反應(yīng)中,含有烷基氯、溴、甲苯磺酸酯等離去基團(tuán)的底物,在叔丁醇鉀的作用下,能夠脫去小分子,形成不飽和鍵 。在固相中,叔丁醇鉀也能催化此類 β - 消除反應(yīng),展現(xiàn)出其在不同反應(yīng)條件下的適應(yīng)性 。
金屬有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域:在有機(jī)金屬化學(xué)反應(yīng)中,叔丁醇鉀可作為堿劑使用 。在烷基鋰和烷基鎂試劑參與的反應(yīng)中,叔丁醇鉀能夠調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的堿性,影響反應(yīng)的進(jìn)程和產(chǎn)物的生成 。在某些金屬有機(jī)化合物的合成過程中,叔丁醇鉀可以與金屬試劑發(fā)生相互作用,促進(jìn)金屬試劑對(duì)有機(jī)底物的選擇性反應(yīng),實(shí)現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)有機(jī)金屬化合物的制備 。
雜環(huán)化合物合成:在制備許多雜環(huán)化合物時(shí)發(fā)揮重要作用 。在吡啶、呋喃等雜環(huán)化合物的合成過程中,叔丁醇鉀可以作為反應(yīng)的促進(jìn)劑 。它通過提供堿性環(huán)境,促使含有特定官能團(tuán)的有機(jī)化合物發(fā)生環(huán)化反應(yīng),構(gòu)建雜環(huán)結(jié)構(gòu) 。在以含有碳 - 氮雙鍵、碳 - 氧雙鍵等官能團(tuán)的化合物為原料合成吡啶類雜環(huán)化合物時(shí),叔丁醇鉀能夠影響反應(yīng)的路徑,促進(jìn)分子內(nèi)的環(huán)化反應(yīng),形成吡啶環(huán) 。
生物醫(yī)藥相關(guān)合成:在一些有機(jī)合成反應(yīng)中,可用于制備生物活性分子或醫(yī)藥中間體 。在某些藥物分子的合成路線中,叔丁醇鉀參與特定的反應(yīng)步驟,對(duì)原料分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和轉(zhuǎn)化 。在合成治療心血管疾病藥物的中間體時(shí),叔丁醇鉀可以促進(jìn)分子內(nèi)的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化和碳 - 碳鍵的構(gòu)建,為后續(xù)的藥物合成步驟奠定基礎(chǔ) 。
包裝規(guī)格:通常采用 25kg 紙板桶包裝,桶內(nèi)配備塑料袋進(jìn)行內(nèi)包裝 。紙板桶具備一定強(qiáng)度,能有效保護(hù)內(nèi)部產(chǎn)品免受外力擠壓 。塑料袋則可良好地防潮、隔絕空氣,防止產(chǎn)品吸潮變質(zhì) 。包裝上清晰標(biāo)注產(chǎn)品名稱、規(guī)格、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、警示標(biāo)志等相關(guān)信息,方便產(chǎn)品的識(shí)別、管理和追溯 。也可依據(jù)客戶的特殊需求,提供定制化包裝服務(wù),如采用不同容量的包裝容器,或使用特殊材質(zhì)的包裝,滿足不同的運(yùn)輸和儲(chǔ)存要求 。
儲(chǔ)存條件:需儲(chǔ)存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫房 。
溫度控制:庫房溫度不宜過高,建議控制在 30°C 以下 。過高的溫度可能加速產(chǎn)品的分解或使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降 。庫房內(nèi)應(yīng)配備溫度監(jiān)測設(shè)備,如溫度計(jì)、溫度傳感器等,實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度變化,并根據(jù)需要采取相應(yīng)的降溫措施,如安裝空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備等 。
濕度控制:由于產(chǎn)品具有強(qiáng)吸濕性,庫房相對(duì)濕度應(yīng)控制在 60% 以下 。高濕度環(huán)境會(huì)使產(chǎn)品大量吸收水分,導(dǎo)致水解變質(zhì)等問題 。庫房內(nèi)應(yīng)配備濕度監(jiān)測設(shè)備和除濕設(shè)備,如除濕機(jī)、干燥劑等,定期監(jiān)測和調(diào)節(jié)濕度 。
通風(fēng)要求:庫房要保持良好的通風(fēng),確??諝饬魍?。及時(shí)排出可能產(chǎn)生的異味或有害氣體,避免氣體積聚 。通風(fēng)設(shè)備應(yīng)正常運(yùn)行,通風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在合適位置,保證庫房內(nèi)空氣能夠充分置換 。
隔離儲(chǔ)存:應(yīng)與氧化劑、酸類、水等分開存放,切忌混儲(chǔ) 。叔丁醇鉀與這些物質(zhì)接觸可能發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)或產(chǎn)生危險(xiǎn) 。儲(chǔ)存區(qū)域應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí)和警示標(biāo)志,劃分不同的儲(chǔ)存區(qū)域,避免混淆 。
定期檢查:定期檢查包裝完整性和產(chǎn)品狀態(tài),如發(fā)現(xiàn)包裝有破損、產(chǎn)品泄漏或出現(xiàn)結(jié)塊、變色等情況,應(yīng)立即采取措施處理 。對(duì)儲(chǔ)存的產(chǎn)品進(jìn)行定期質(zhì)量檢測,確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求 。
環(huán)境危害:對(duì)環(huán)境有一定危害 。若大量泄漏進(jìn)入水體,會(huì)與水發(fā)生反應(yīng),改變水體的酸堿度,可能對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害作用,影響水體生態(tài)平衡 。在土壤中,可能會(huì)對(duì)土壤微生物的活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用,破壞土壤生態(tài)系統(tǒng) 。在儲(chǔ)存和使用過程中,要嚴(yán)格遵守環(huán)保法規(guī),防止產(chǎn)品泄漏 。若發(fā)生泄漏,應(yīng)立即采取措施收集和清理泄漏物,避免其擴(kuò)散至水體、土壤和大氣 。泄漏物需按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行妥善處理,防止對(duì)環(huán)境造成進(jìn)一步污染 。
燃爆危險(xiǎn):叔丁醇鉀本身不具有易燃性 。但在特定條件下,如與易燃物混合,且遇到火源時(shí),可能引發(fā)火災(zāi) 。在儲(chǔ)存和使用場所,應(yīng)嚴(yán)禁煙火,遠(yuǎn)離火源、熱源 。避免產(chǎn)品與易燃物接觸,防止火災(zāi)事故發(fā)生 。生產(chǎn)車間等場所應(yīng)配備相應(yīng)的消防器材,如干粉滅火器、二氧化碳滅火器等 。發(fā)生火災(zāi)時(shí),可使用這些滅火器進(jìn)行滅火 。同時(shí),滅火人員要注意自身安全防護(hù),避免吸入燃燒產(chǎn)生的有害氣體 。
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