正丁基鋰

正丁基鋰， 鋰的烷基衍生物，常用作試劑，正丁基鋰溶液最常用。烷基鋰能對羰基化合物進行加成反應，還能對活潑氫進行置換反應，以及鹵素-鋰交換反應，其反應性能比一般格氏試劑要廣泛而且多樣化。它與多種金屬有機物形成的金屬鋰衍生物廣泛用於有機合成。

基本介紹

• 中文名：正丁基鋰
• 英文名：n-Butyllithium
• 別稱：丁基鋰; 正丁基鋰; 正丁基鋰,1.6M在正己烷溶液
• 化學式：C4H9Li；CH3(CH2)3Li
• 分子量：64.05
• CAS登錄號：109-72-8
• EINECS登錄號：203-698-7
• 熔點：-95℃
• 沸點：60-80℃
• 水溶性：遇水分解
• 密度：0.765g/cm3
• 閃點：-21℃

基本信息

國標編號： 42021

CAS號：109-72-8

中文名稱：正丁基鋰

英文名稱：butyllithium；n-butyllithium

別 名：丁基鋰

熔 點： -95 °C

沸點： 80 °C

溶解性：遇水反應

密 度 ：溶液相對密度(水=1)0.78（環己烷溶液），0.68（己烷溶液）

危險標記：9(自燃物品)

類別

遇水自燃物質

爆炸物危險特性 與苯乙烯聚合可能爆炸

可燃性危險特性 濃度大於20%者在空氣中自燃; 與水, 二氧化碳接觸自燃; 遇熱, 明火易燃

儲運特性 庫房通風低溫乾燥; 防水, 防二氧化碳

滅火劑 乾粉

安全信息

危險品標誌 F,C,N

危險類別碼 14/15-17-34-48/20-51/53-62-65-67-63-35-11-15-50/53-66

安全說明 6-9-16-26-36/37/39-45-61-62-6A-46-43B-43-60-33-29-5

危險品運輸編號 UN 3399 4.3/PG 1

WGK Germany 3

F 3-10

HazardClass 4.3

PackingGroup I

外觀性狀

純品為白色粉末，有極強的還原性，遇水、氧化劑均極易發熱燃燒。商品為溶於己烷、環己烷、苯等飽和烴的溶液，多為淡棕色液體

計算化學數據

疏水參數計算參考值（XlogP）:無

氫鍵供體數量:0

氫鍵受體數量:1

可旋轉化學鍵數量:1

互變異構體數量:無

拓撲分子極性表面積0

重原子數量:5

表面電荷:0

複雜度:7.6

同位素原子數量:0

確定原子立構中心數量:0

不確定原子立構中心數量:0

確定化學鍵立構中心數量:0

不確定化學鍵立構中心數量:0

共價鍵單元數量:2

性質與穩定性

正丁基鋰溶液暴露於空氣或濕氣時易起火。對正丁基鋰的操作應在與水蒸氣和O₂隔離後進行，並穿戴好護目鏡、防腐手套等安全裝備。一旦著火，套用乾粉滅火器撲滅，千萬不可使用含水或氯代烷烴的滅火器。正丁基鋰參與的反應應在隔絕空氣和濕氣的氮氣或氬氣保護下，使用時一定要小心謹慎。

穩定性： 穩定

禁配物： 酸類、醇類、水、空氣、鹵素類和胺類

避免接觸的條件： 潮濕空氣

聚合危害： 不聚合

分解產物： 氧化鋰

貯存方法

儲存注意事項 儲存於陰涼、乾燥、通風良好的專用庫房內，遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。包裝必須密封，切勿受潮。應與酸類、醇類等分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

主要用途

用作聚合催化劑、烴化劑.用於引發共軛二烯烴進行陰離子聚合。通過活性聚合途徑，可以合成指定結構的線型、星型、嵌段接枝、遙爪型等聚合物，也可用來製備低順式聚丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、溶液丁苯橡膠、熱塑性橡膠、液體橡膠、熱固性樹脂、塗料等。

alkyl lithium reagent

甲基鋰和甲基亞銅在醚類溶液中組成二甲基銅鋰(CH₃)₂CuLi，是一個極其重要的甲基化試劑，它對不飽和的或芳香族的鹵素化合物都能進行甲基置換鹵素的反應。鋰與三甲基氯矽烷反應生成的(CH₃)₃SiLi是重要的矽化試劑，對保護烯醇或羥基有多種用途。

正丁基鋰可從氯丁烷與金屬鋰在戊烷或其他液體烷烴中反應製得。甲基鋰、苯基鋰等可從相應的鹵代烴來製備，現做現用，其活性同格利雅試劑相似。甲基鋰在溶液中為四聚體，常需要加N，N，N′,N′-四甲基乙二胺來解聚活化。

丁基鋰滴定與標定方法

丁基鋰在用前必須標定，雙滴定法比較繁瑣，一般不用，可用單滴定法滴定。具體方法如下：

1）滴定試劑：1mol/L 的仲丁醇/二甲苯溶液（仲丁醇和二甲苯均須用活化過的5A分子篩乾燥）

2）指示劑：2,2'-聯二吡啶

3）溶劑：二甲苯（須用活化過的5A分子篩乾燥）

4）操作方法：在氬氣保護下，往帶一個翻口塞的100ml的三口瓶中加入磁子，20ml二甲苯，很少量指示劑，然後用一個帶精確刻度2ml注射器準確量取2ml丁基鋰快速轉移到瓶中（注射器中的空氣需要用氬氣置換，且抽取丁基鋰時需排除針筒中的氬氣，並在丁基鋰溶液中來回抽排幾次，以免針筒中微量的水和空氣影響滴定的準確度），體系變為紫紅色，然後將同一個針筒（用同一個針筒的目的是為了減小滴定誤差）洗乾淨，吹乾，用滴定劑洗滌兩至三次，準確量取滴定劑滴定之體系突變為黃色，此為滴定終點。

5）重複滴定一次，兩次誤差在2%以內，則可認為結果準確。

6）滴定結果：滴定劑量(ml)/2即為丁基鋰的摩爾濃度 注意事項：

1）正丁基鋰遇空氣極易自燃，量取時，針頭尖端在空氣中會冒火星。

2）整個過程中須用氬氣保護，特別需要注意安全。

3）丁基鋰著火時，須用沙土滅火。平時須在伸手可及的地方備有滅火的沙土。

4）製備和使用丁基鋰時，最好不要一個人單獨操作，以免有意外情況時，一個人無法處理。

合成方法

乙醚溶液的製法

在無水無氧氮氣保護下，在裝有攪拌器、低溫溫度計、導氣管、乾燥管和滴液漏斗的500毫升乾燥的三頸燒瓶中，加入200毫升無水乙醚和剪碎的8.6克(1.25摩爾)鋰絲，在攪拌下滴加30滴由68.5克(0.50摩爾)正溴丁烷和100毫升無水乙醚配成的溶液。在乾冰-丙酮浴中冷卻到-10℃，見溶液變渾濁且鋰絲上呈現金屬光澤的亮斑時，表示反應開始。將餘下的正溴丁烷溶液在30分鐘內加完。後慢慢溫熱至0-10℃，並繼續攪拌1-2小時。在氮氣保護下通過塞有玻璃絲的玻璃管過濾，將正丁基鋰的乙醚溶液轉移到事先沖氮的容器中貯存,產率80-90%。

正已烷溶液的製法
氮氣保護下在裝有滴液漏斗，溫度計和冷凝管的三口燒瓶中加入120毫升正己烷溶液，4.8克(0.7摩爾)鋰絲，滴加29.6克(0.32mmol)氯代正丁烷，緩慢升溫，保持平穩沸騰，約需1小時滴加完畢，繼續回流反應1.5小時，冷卻，靜置過夜，氮氣保護下過濾，濾液沖氮保存。

分析方法

檢測原理

將5ml正丁基鋰樣品兩種鹼性組分-----正丁基鋰和其鹼性物質水解後,用鹽酸標準滴定至終點,測出其總鹼含量.

在同一樣品中再取5ml正丁基鋰加入在一個裝有無氧無水溶劑的密閉容器與氯苄反應,使其中的正丁基鋰生成中性的氯化鋰,然後加入蒸餾水,使其它鹼性物質水解,用鹽酸標準滴定至終點,測出其鹼性雜質含量.

以總鹼含量與鹼性雜質含量之差作為正丁基鋰的摩爾濃度.

試劑

1）經三氧化二磷或分子篩除水過的氯苄,用金屬鈉除水過的乙醚溶液；

2）鹽酸標準溶液(1mol/L)；

3）酚酞指示劑(取0.1g酚酞溶於100ml已除水的乙醇中)

器材

1）250ml已乾燥的具塞錐形瓶2個；

2）已乾燥的移液管5ml2支；10ml移液管2支；

3）常用酸式滴定管,鐵架台

具體操作步驟

測總鹼含量

取一隻250ml的錐形瓶和5ml移液管都先乾燥和用氬氣置換空氣,用洗瓶向錐形瓶內注入80ml蒸餾水,小心吸取5ml正丁基鋰,移入錐形瓶內,並不停搖動錐形瓶數分鐘,直到樣品全部水解完畢,用洗瓶沖洗錐形瓶壁,然後繼續加蒸餾水至100ml,加入2~3滴要酚酞指示劑顯粉紅色,然後用鹽酸滴定淡粉色為終點，記下體積V₁。

鹼性雜質含量

取一隻250ml無水乾燥的具塞錐形瓶，用氬氣置換空氣，分別用兩支10ml乾燥並用氬氣置換空氣的移液管，加入10ml乙醚溶液和10ml氯苄溶液（保證過量氯苄與正丁基鋰完全反應生成中性氯化鋰）混合均勻,在氬氣保護的情況下小心吸取5ml正丁基鋰,移入錐形瓶內,在氬氣的保護下,不停搖動錐形瓶數分鐘,直到樣品與氯苄乙醚混合液反應完畢。溶液呈乳白色,再用洗瓶沖洗錐形瓶壁加蒸餾水至100ml,加入2～3滴酚酞指示劑顯粉紅色,然後用鹽酸滴定至淡粉色為終點，記下體積V₂。

註：丁基鋰與氯苄的反應非常劇烈，一定要緩慢滴加，並不斷的搖動，佩戴好勞保護具。而丁基鋰與水的反應相對溫和的多。正丁基鋰活性比一般鋰試劑活性低,與氯苄反應生成中性氯化鋰時,要儘可能在無水無氧條件下反應時間長些,必要的話可以用紅外燈照射加熱反應，以保證樣品與氯苄充分反應完畢),

(V₂-V₁)M(HCl)

M(BuLi)=----------------------------- （mol/L）

V(BuLi)

運輸包裝

產品用特製不鏽鋼容器密閉貯存(貯存溫度﹤20℃)

環境影響

健康危害

侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。

健康危害：吸入、口服或經皮膚吸收對身體有害。對眼睛、皮膚、黏膜和上呼吸道有強烈刺激作用。可引起化學灼傷。吸入後，可因喉及支氣管的痙攣、炎症、水腫，化學性肺炎或肺水腫而致死。中毒表現有燒灼感、咳嗽、喘息、喉炎、氣短、頭痛、噁心和嘔吐，可引起神經系統的紊亂。

毒理學資料及環境行為

危險特性：化學反應活性很高，與空氣接觸會著火。與水、酸類、鹵素類、醇類和胺類接觸，會發生劇烈反應。

燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳、氧化鋰。

實驗室監測方法

氣相色譜法測定丁基鋰——(Buckley,David A；augostini, Peter P.)，《Br.Polym.J.》,1980，12，No4，185(英文)。《分析化學文摘》，1982.9

處置方法

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。

防護措施

呼吸系統防護：可能接觸毒物時,建議佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴空氣呼吸器。

眼睛防護：呼吸系統防護中已作防護。

身體防護：穿膠布防毒衣。

手防護：戴橡膠手套。

其它：工作現場嚴禁吸菸。工作畢，淋浴更衣。

急救措施

皮膚接觸：立即脫去被污染的衣著，用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。

食入：誤服者用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。

滅火方法：消防人員必須穿戴全身防火防毒服。滅火劑：乾粉、砂土。禁止使用水、泡沫或鹵化物滅火劑。

安全術語

S16Keep away from sources of ignition.
遠離火源。

S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。

S36/37/39Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴適當的防護服、手套和護目鏡或面具。

S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若發生事故或感不適，立即就醫(可能的話，出示其標籤)。

S46If swallowed, seek medical advice immediately and show this container or label.
若不慎吞食，立即求醫並出示其容器或標籤。

S62If swallowed, do not induce vomitting; seek medical advice immediately and show this container or label.
若吞食，切勿催吐；立即求醫，並出示其容器或標籤。

風險術語

R11Highly flammable.
高度易燃。

R17Spontaneously flammable in air.
在空氣中可自燃。

R35Causes severe burns.
引起嚴重灼傷。

R63Possible risk of harm to the unborn child.
可能有對胎兒造成傷害的危險。

R65Harmful: may cause lung damage if swallowed.
吞食可能造成肺部損傷。

R67Vapours may cause drowsiness and dizziness.
蒸汽可能引起睏倦和眩暈。