叔丁醇钾 CAS 865-47-4
叔丁醇钾有液体和固体两种类型。通常液态的工业产品为叔丁醇钾的叔丁醇溶液，产品颜色为淡黄色或乳白色，微浑浊，其中叔丁醇钾钾含量为10%~12%；固体产品一般为白色或类白色粉末状，其中叔丁醇钾含量为95%~97%。
中文名 叔丁醇钾
外文名 potassium t-butoxide（KTB）
别 名 Potassium tert-butylate、potassium tert-butanolate、Potassium
t-butoxide、 Potassiumtbutoxide、Potassium Tertiary Butoxide、KTB;
2-methyl-2-propanopotassiumsalt、2-Propanol,2-methyl-,potassiumsalt、
potassium-butoxide、N-(2-Chlorobenzyloxycarbonyloxy) succinimide、
potassium 2-methylpropan-2-olate、2-propanol, 2-methyl-, potassium salt
(1:1)
化学式 C4H9OK
分子量 112.212
CAS登录号 865-47-4
EINECS登录号 212-740-3
密 度 0.910 g/cm3
中文别名 第三丁氧基钾；次丁氧基钾；叔丁醇钾溶液
叔丁醇钾制备方法
总体来说，液体叔丁醇钾有两种主要生产工艺，一种是金属法，另一种是碱法。
固体醇钾产品主要是以液体醇钾为原料，经过蒸发浓缩、干燥，进一步制得的。
金属法
将金属钾在氮气环境下加入到新蒸的叔丁醇中，回流至钾完全融解后保温1h，蒸掉过量的叔丁醇，剩余白色固体在油浴180～190℃真空减压干燥10h以上，可得到叔丁醇钾的晶体粉末，需要氮气下保存使用,不能遇空气、水分,不然会变成粉红色,收率以钾来算的话在99%以上。
此方法的缺点是：
第一，将金属钾切成碎片需要用氮气保护；
第二，增大了金属钾与空气接触的时间，金属钾被氧化；
第三，钾片很容易聚集，减少了反应接触面积，增大了反应釜搅拌的负荷。
2002年刘宇
[1]提出一种新的金属法合成叔丁醇钾的工艺。采用邻二甲苯作为反应体系的溶剂。邻二甲苯的沸点是114℃，金属钾在该溶剂中可以呈现融熔状态（也就是钾砂），不需要将钾切成片状，钾块可以直接投入反应釜中。而且，反应的接触面积增大，有利于反应的进行。另外采用滴加叔丁醇，可以有效地控制反应的进行。该方法克服了一般生产工艺上存在的缺点，工业上可操作性强，有利于安全生产，所得固体叔丁醇钾含量高，游离碱偏低，具有明显的经济效益和社会效益。
Kerstin Schierle-Arndt等
[2]在2002年的专利中提出了一种碱金属（碱土金属）和醇反应制备碱金属醇钾的方法。此方法利用了碱金属醇盐和碱土金属醇盐在醇中溶解度的不同来提纯产品，但要注意保证反应物醇的加入要过量，否则会形成大块混合物，影响产品的纯度。
金属法的优点是：叔丁醇钾含量高，游离碱低。用金属法生产的叔丁醇钾产品，具有更好的催化活性。缺点是：生产中存在着安全性差、易爆炸等严重弊病。由于金属钾的价格昂贵，不易运输、贮存等因素，使得生产成本较高。此方法逐渐趋于被淘汰。金属法的投资利润率低于精细化工的平均利润率，故该方法在市场竞争能力方面具有一定的风险。
碱法
由叔丁醇与氢氧化钾反应而得。
普通碱法制备工艺中存在着以下四方面主要缺点：蒸汽消耗量大；由于叔丁醇的易挥发，从而导致较为严重的大气污染；因该反应为一平衡可逆反应，故在塔底叔丁醇钾的液相中不可避免地存在含量较高的水分，不符合医药等行业精细化学品的使用要求；废水中含有部分叔丁醇，需要额外的处理才能排放入环境，增加了后处理的费用。
王化醇、郭光远
[3]等提出用共沸反应精馏制来制取叔丁醇钾的方法，利用共沸剂（如环己烷）来移除反应中生成的水从而使得平衡向右移动。在反应过程中使反应物料在反应塔内形成一层很薄的液膜，反应只在气液相界面处进行，将反应生成的水及时转移到气相中，最终以共沸物的形式离开反应物系。要求反应塔的塔内件采用比表面积较大的填料，这样可以顺利的脱出反应物中的水，制取叔丁醇钾。
碱法制备叔丁醇钾较金属法有明显的技术、经济、安全优势。但是其反应中生成的水不可能完全脱除，加之叔丁醇钾的碱性比氢氧化钾要强，叔丁醇钾遇水即发生水解反应，所以叔丁醇钾中存在氢氧化钾杂质。而在医药合成反应中杂质氢氧化钾时常起副作用，会分解反应物或生成物。因此，产物中一般要把叔丁醇钾中的氢氧化钾含量控制在非常低的范围之内。
碱法制备叔丁醇钾的工艺流程简单、操作方便、设备投资少，但使用这种流程制备的叔丁醇钾中，含水量较高，副产物很难去除，影响产品质量。
叔丁醇钾安全信息
叔丁醇钾溶于叔丁醇，常用于卤代烃的脱卤化氢反应，其溶液较稳定。可由叔丁醇与金属钾反应后，减压蒸去叔丁醇制得。强碱性缩合剂，其碱性较甲醇钠、乙醇钠强。
广泛用于有机合成的缩合、重排和开环等反应中，一般用叔丁醇溶液。是有机碱性腐蚀品，强吸湿，应密封保存，在贮运中注意防火、防晒以及要存放在阴凉通风干燥处
叔丁醇钾物化性质
外观性状：白色或类白色吸湿性粉末，遇水反应，湿度敏感，氮气保护。
分子结构式：
溶解性：溶于叔丁醇
熔点 ：256-258 ℃ (dec.)(lit.)
沸点 ：275℃
蒸气压：1 mm Hg ( 220 ℃)
闪点 ：54℉
叔丁醇钾是有机碱性腐蚀品，强吸湿，应密封保存，一般储存于阴凉、干燥、通风的库房内，放置时应远离热源，隔离火种，防止日光的暴晒。叔丁醇钾对皮肤有较强的腐蚀性。在装卸搬运过程中，操作人员应该穿戴防护面具，以防受到叔丁醇钾的腐蚀灼伤。
叔丁醇钾用途
1、用于农药、医药、印染、催化剂等
2、作为强碱广泛应用于化工、医药、农药等有机合成中的缩合、重排和开环等反应中
叔丁醇钾反应类型
醇与碱金属氨基化物反应
传统金属法制备叔丁醇钾的工艺中，都会有氢气产生，存在安全性问题。唐树成、段正康 [5]在2004年提出醇钾合成的新工艺，即醇与碱金属氨基化物反应制备醇钾。
制备叔丁醇钾时，方程式中的R为叔丁基。唐树成、段正康介绍了采用甲苯或庚烷为反应体系的溶剂，醇与碱金属氨基化物反应制备碱金属醇盐的方法。
此方法采用碱金属氨基化物代替碱金属本身作为反应物，使得反应放出的气体是氨气而不是氢气，在工业上有较强的可操作性，有利于安全生产。特点是反应条件不苛刻，生产过程危险性小，特别是产物后处理过程简单，大大缩短了反应介质及反应产物的干燥时间，产物纯度及收率都较为理想。但金属氨基化物价格昂贵，钾的氨基化物还存在环境污染，所以该类方法只适用于实验室制备。
甲基碳酸钾与氢氧化钡反应
William H. Schechter [6]等在1962年提出了用叔丁基碳酸钾与氢氧化钡反应制备叔丁醇钾的方法，即碱土金属氧化物和烃基碱金属碳酸盐反应生成碱金属醇盐。
该反应最好对反应适当加热到50℃~150℃来提高反应速率。将叔丁基碳酸钾和氧化钡放置在叔丁醇中，加热到叔丁醇沸点温度，回流反应八小时。反应结束后，过滤溶液去除副产物碳酸钡，然后对溶于叔丁醇的部分进行蒸馏，去除溶剂。
该方法的优点是：副产物不溶于叔丁醇，比较容易分离，再对产物溶液进行蒸馏处理，可以得到纯度比较高的固体叔丁醇钾产品。缺点是产物碳酸钡不能重复利用，造成浪费，不适合大规模的生产。
叔丁醇钠与碳酸钾反应
Donald J. Loder, Donald D.
Lee等人1942年发明了一种醇与弱酸的碱金属盐反应制备碱金属醇盐的方法。将弱酸的碱金属盐溶于醇中，直到获得饱和溶液，当反应所在的体系基本上建立了固液平衡时，反应就基本结束，从得到的混合物溶液中过滤出不溶的碱金属盐，并且使碱金属盐再生：
此反应过程中，生成的碳酸氢钾盐相对溶解度较小，可以很容易地从叔丁醇中分离出来；而产物叔丁醇钾在叔丁醇中得溶解度相对较大，从而可以制备相应的叔丁醇钾的叔丁醇溶液。
此方法的不足之处是，反应进行不彻底，产物叔丁醇钾与碳酸钾、碳酸氢钾的分离较为困难。
钾汞齐与叔丁醇反应
用钾汞齐替代金属钾来制备醇钾的方法。钾汞齐与叔丁醇反应生成叔丁醇钾、不含碱金属的汞，并放出氢气。
Adolf Gerber，Otto Leschhorn 等人在1956年发明了改进的液相过程，使用简单、便宜的装置，使醇和钾汞齐基本完全反应，在一定条件下获得不含钾的汞和叔丁醇钾。
高度分散的汞齐通过重力作用流入装有催化剂的反应装置的顶部，与醇逆流反应，生成不含碱金属的汞齐。催化剂的尺寸为2mm~3mm。使用喷嘴将汞齐引入反应装置中，进入含有催化剂的床层，使用侧线让得到的醇盐的醇溶液循环，与新鲜的醇混合，由反应釜向上与汞齐逆流。这样不仅能使反应状况得到改善，还能使产品溶液中醇盐的浓度增加。但是该方法耗能大、成本高，不适合工业化生产。
低碳醇盐与多碳醇反应
例如甲醇钾制备叔丁醇钾，首先需制备甲醇钾的甲醇溶液，再由甲醇钾制备叔丁醇钾。
Arnold Lenz, Karl Hass [8]等人在1968年提出碱金属低碳醇醇盐与多碳醇反应生成多碳醇的碱金属醇盐这
一醇交换反应的改进方法，用以制备多碳醇的碱金属醇盐。
R1为低碳基，R2为多碳基。当制备叔丁醇钾时，R1为甲基，R2为叔丁基。
碱金属低碳醇醇盐与多碳醇的醇交换反应是在高碳醇的醇蒸汽作为交换反应介质的情况下进行的，反应结束后通过蒸馏操作来去除产物中剩余的低碳醇。
这种生产方法的工艺流程中包括一个反应塔、一个蒸馏塔、两个储槽、两个加热器、两个冷凝器。低碳醇盐和高碳醇加入到贮槽中，通过泵将混合原料输送到反应塔的塔顶，中间经过加热器对原料进行加热。同时，高碳醇蒸汽经过蒸汽发生器和过热器后由塔底进入反应塔，反应塔塔顶气相进入冷凝器进行冷凝，塔顶气相是高碳醇与低碳醇的混合物，在冷凝器中冷凝为液体后进入贮槽，然后从中部侧线进入蒸馏塔，通过蒸馏将低碳醇和多碳醇分离，低碳醇在塔顶采出，多碳醇从蒸馏塔的底部流出，经过蒸汽发生器、加热器后进入反应塔继续反应，实现多碳醇的循环使用，同时得到高纯度的低碳醇，进入制备甲醇钾的反应塔中循环使用。高碳醇盐由反应塔塔底采出。
该方法得到的叔丁醇钾含量高，可用于高科技高价值领域。其中含有的少量杂质为甲醇钾。它与叔丁醇钾在性质和功能方面都非常相似。作为催化剂用于医药、农药等领域时，甲醇钾可以与叔丁醇钾发挥相同的作用。而金属法、碱法等其他方法制备的叔丁醇钾中含有氢氧化钾杂质，在参与医药合成反应时常起副作用，分解反应物或生成物中的脂。另外，该方法完全可以实现工业化生产，甲醇钾的制备与叔丁醇钾的制备同时进行，其间，甲醇蒸汽与叔丁醇蒸汽循环利用，节约成本。该方法制得的产品纯度高，成本低，操作简单。
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