一種正己基鋰的製備方法

2023-08-11 14:06:36

一種正己基鋰的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種正己基鋰的製備方法，包括如下步驟：（1）在惰性氣體的保護下，將鋰片放置於惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻後除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體；（2）在惰性氣體保護下，向步驟（1）得到的鋰分散體中加入液態烴溶劑，再加入催化量的L-脯氨酸，攪拌條件下升溫回流，滴加氯代正己烷進行反應，反應完全後經處理得到所述的正己基鋰的溶液。本發明中，所加入催化劑L-脯氨酸與鋰進行配位後，提高了產物的收率，減少了副反應的發生。
【專利說明】一種正己基鋰的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於有機金屬化合物合成領域，具體涉及一種正己基鋰的製備方法。
【背景技術】
[0002]有機鋰化合物是一類重要的有機金屬化合物，早在1929年就由K.Ziegler採用有機滷化物與金屬鋰反應製備得到，並隨後將其應用於有機合成中。目前，有機鋰化合物作為一種重要的合成試劑，在基礎理論研究和工業合成中起著重要的作用。
[0003]有機鋰化合物的化學性質類似烷基滷化鎂，但更活潑，可與金屬滷化物、含羰基物質、滷代烴和含有活潑氫的化合物反應。正己基鋰是一種重要的有機鋰化合物，可以用於拔除很多氫碳酸的活潑氫，更重要的應用是對烯烴的己基化。
[0004]Manuel等人報導了一種採用採用正己基鋰作為試劑，製備2_丙基辛酸的方法(Chem.Eur.J.2012, 18，11880 - 11883)，該方法以2-己烯醇作為起始原料經過三步反應製得了 2-丙基辛酸，得到的2-丙基辛酸是有日本Ono製藥公司研發的一種中風治療藥物。
[0005]有機鋰化合物一般通過製備鋰或鋰鈉合金在惰性有機液體中的分散體，然後添加適宜的烷基滷而製得的，使用時一般以溶液狀態使用。現有技術中正己基鋰是通過使氯代正己烷與2當量的鋰金屬反應而得到該產物及氯化鋰。
[0006]C6H13Cl+2Li — C6H13Li+LiCl
[0007]通常該反應在有機溶劑正己烷中進行，工業化生產中，正己基鋰的反應因為放大效益，容易發生Wurtz反應以及.歧化反應得到烯烴。這不僅會降低正己基鋰的產率，還會降低正己基鋰的純度，影響後續應用。

【發明內容】

[0008]本發明提供了一種正己基鋰的製備方法，該製備方法得到的正己基鋰的產率高，尤其適合於正己基鋰的工業規模的生產。
[0009]一種正己基鋰的製備方法，包括如下步驟:
[0010](I)在惰性氣體保護下，將鋰片放置於惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻後除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體；
[0011](2)在惰性氣體保護下，向步驟(I)得到的鋰分散體中加入液態烴溶劑，再加入催化量的L-脯氨酸，攪拌條件下升溫回流，滴加氯代正己烷進行反應，反應完全後經處理得到所述正己基鋰的溶液。
[0012]本發明中，所加入的L-脯氨酸與Li發生配位作用，起著催化劑的作用，使該反應的引發和進行更加容易，即使原料的用量為千克級時，反應也能很好地引發和進行，並且還能保證正己基鋰的產率較高。
[0013]步驟(I)和步驟(2)中，所述的惰性氣體為氮氣或者氬氣。
[0014]作為優選，步驟(I)中，所述的惰性溶劑為白油(CAS#:8012-95_1)。白油與鋰不反應，且粘度和流動性合適，便於使鋰片分散。白油的用量無特別嚴格的要求，與鋰片的用量比約為IOL:1kg。
[0015]作為優選，步驟(I)中，攪拌的速率為130?150轉/分，攪拌的時間為0.5?I小時，此時，可以使鋰片充分分散成0.5?1.5mm的鋰分散體顆粒，有利於下一步的反應。
[0016]作為優選，步驟(I)中，加熱的溫度為180?200°C，該溫度下，能夠使鋰片充分融化，便於分散。
[0017]作為優選，步驟(2)中，所述的液態烴為正己烷，同其他液態烴相比，採用正己烷時
正己基鋰的產率最高。
[0018]作為優選，步驟(2)中，所述的L-脯氨酸的用量為所述的氯代正己烷摩爾量的
0.1?0.3%，所述的L-脯氨酸的用量過低，催化效果不明顯，產率較低，L-脯氨酸的用量過高，有可能會在反應體系中弓I入雜質，影響後續使用。
[0019]作為優選，步驟(2)中，反應溫度為50?55°C，通過L-脯氨酸的使用，有效地降低了反應溫度，使反應能夠在較低的溫度下進行；反應溫度的降低可以進一步減少Wurtz反應以及歧化反應，提高反應的產率。
[0020]作為優選，鋰分散體與氯代正己烷的摩爾比為2.01?2.5:1 ;
[0021]所述的氯代正己烷與正己烷的用量比為0.5?5mol:1L，該物料配比能夠使原料充分反應，而且副反應和殘留的原料較少。
[0022]在工業化生產中，製備正己基鋰的反應因為放大效益，當反應物的用量太大時，反應效率明顯降低，作為優選，所述的氯代正己烷的用量為50mol?600mol，此時，如果不添加L-脯氨酸，反應的轉 化率較低，副反應較多；添加L-脯氨酸後，反應效果明顯改善，反應的轉化率保持在較高的水平，並且副反應較少。
[0023]步驟(2)中，反應時間為I?10小時，反應能夠充分發生。
[0024]同現有技術相比，本發明的有益效果體現在:
[0025](I)通過在反應體系中添加催化量的L-脯氨酸，L-脯氨酸與鋰配位後，可以有效地提聞了反應的轉化率，減少副反應的發生；
[0026](2)通過L-脯氨酸的催化作用，能夠使反應在千克級數上很好地發生，減小放大效益的影響。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的描述。
[0028]實施例1
[0029]氬氣保護下，向500L反應釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h後，加快反應釜攪拌速度至130轉/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉移至洗滌釜，衝洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(鋰砂)。
[0030]氬氣保護下，向500L反應釜加入20kg正己烷，在保持釜內有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂和58gL-脯氨酸，封蓋並保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應釜加入80kg正己烷，緩慢開啟攪拌；升溫到55°C，打開平衡管閥，滴加60kg氯代正己烷，控制反應釜溫度在53-55°C左右；控制反應釜轉速為130轉/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏鬥過濾，反應釜和濾出物用正己烷洗滌，得到濃度為的1.9M的正己基鋰產品233L (收率89%)。[0031]所述正己基鋰的濃度採用雙滴定法進行滴定，具體過程如下:
[0032](I)測總鹼含量
[0033]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正己基鋰產品，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，用洗瓶衝洗錐形瓶壁，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Vp
[0034](2)測鹼性雜質含量
[0035]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IOml乾燥並用氬氣置換空氣的移液管，加入IOml乙醚溶液和IOml氯苄溶液(保證過量氯苄與正己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正己基鋰產品，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，再用洗瓶衝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。
[0036]按照下式計算正己基鋰的濃度:
[0037]M(aexLi)-(V2-V1) M(HC1)/V(n_HexLi)
[0038]上式中，M(n_HexLi)代表正己基鋰的濃度，M(hc1)代表用於滴定的鹽酸的濃度，V(n_HexLi)代表被滴定的正己基鋰產品的體積，此處為5ml。
[0039]實施例2
[0040]氬氣保護下，向500L反應釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h後，加快反應釜攪拌速度至130轉/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉移至洗滌釜，衝洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(鋰砂)。
[0041]氬氣保護下，向500L反應釜加入20kg正己烷，在保持釜內有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂，封蓋並保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應釜加入80kg正己烷，緩慢開啟攪拌；升溫到55°C，打開平衡管閥，滴加60kg氯代正己烷，控制反應釜溫度到53-55°C;控制反應釜轉速為130轉/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏鬥過濾，反應釜和濾出物用正己烷洗滌，得到濃度為的1.4M的正己基鋰產品252L (收率71%)ο實施例2的結果表明不加入L-脯氨酸時，正己基的產率大大降低。
[0042]實施例3
[0043]氬氣保護下，向500L反應釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h後，加快反應釜攪拌速度至130轉/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉移至洗滌釜，衝洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(鋰砂)。
[0044]氬氣保護下，向500L反應釜加入20kg正己烷，在保持釜內有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂，封蓋並保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應釜加入80kg正己烷，緩慢開啟攪拌；升溫到微回流，打開平衡管閥，滴加60kg氯代正己烷，控制反應釜溫度到65-660C ;控制反應釜轉速為130轉/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏鬥過濾，反應釜和濾出物用正己烷洗滌，得到濃度為的1.5M的正己基鋰產品248L (收率75%)。實施例2和3的結果表明不加入L-脯氨酸時，最優反應溫度與加L-脯氨酸時不同。
[0045]實施例4[0046]氬氣保護下，向500mL反應瓶放入250mL白油，21g鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，180°C攪拌0.5h後，加快反應瓶攪拌速度，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉移至洗滌釜，衝洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(鋰砂)。
[0047]氬氣保護下，向500mL反應瓶加入40mL正己烷，在保持釜內有氬氣外放的情況下投入7g鋰砂，封蓋並保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應瓶加入120mL正己烷，緩慢開啟攪拌；升溫到微回流，打開平衡管閥，滴加60g氯代正己烷，控制反應瓶溫度到65-660C ;控制反應瓶轉速為130轉/分。
[0048]滴畢，開始保溫，保溫2小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏鬥過濾，反應瓶和濾出物用正己烷洗滌，得到濃度為的1.9M的正己基鋰產品235mL (收率90%)。
[0049]實施例5
[0050]氬氣保護下，向500mL反應瓶放入250mL白油，21g鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，180°C攪拌0.5h後，加快反應瓶攪拌速度至130轉/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉移至洗滌釜，衝洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(鋰砂)。
[0051]氬氣保護下，向500mL反應瓶加入40mL正己烷，在保持釜內有氬氣外放的情況下投入7g鋰砂和0.15gL-脯氨酸，封蓋並保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應瓶加入120mL正己烷，緩慢開啟攪拌；升溫到55°C，打開平衡管閥，滴加60g氯代正己烷，控制反應瓶溫度到53-55°C ;控制反應瓶轉速為130轉/分。
[0052]滴畢，開始保溫，保溫2小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏鬥過濾，反應瓶和濾出物用正己烷洗滌，得到濃度為的2.0M的正己基鋰產品231mL (收率93%)。實施例4和5的結果表明，當反應規模較小的時候，反應比較容易發生，反應產率較高，此時，通過添加L-脯氨酸仍然能夠在一定程 度上提高反應的轉化率。
【權利要求】
1.一種正己基鋰的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)在惰性氣體保護下，將鋰片放置於惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻後除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體； (2)在惰性氣體保護下，向步驟(I)得到的鋰分散體中加入液態烴溶劑，再加入催化量的L-脯氨酸，攪拌條件下升溫回流，滴加氯代正己烷進行反應，反應完全後經處理得到所述正己基鋰的溶液。
2.根據權利要求1所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(I)中，所述的惰性溶劑為白油。
3.根據權利要求1所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(I)中，攪拌的速率為130?150轉/分，攪拌的時間為0.5?I小時。
4.根據權利要求3所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(I)中，加熱的溫度為 180 ?200 0C ο
5.根據權利要求1所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中，所述的液態烴為正己烷。
6.根據權利要求5所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中，所述的L-脯氨酸的用量為所述的氯代正己烷摩爾量的0.1?0.3%。
7.根據權利要求6所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中，反應溫度為50 ?55?。
8.根據權利要求5所述.的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，鋰分散體與氯代正己烷的摩爾比為2.01?2.5:1 ； 所述的氯代正己烷與正己烷的用量比為0.5?5mol:1L。
9.根據權利要求1?8任一項所述的正己基鋰的製備方法，其特徵在於，所述的氯代正己烷的用量為50mol?600mol。
【文檔編號】C07F1/02GK103435634SQ201310326310
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】李典正, 張江林, 何光明 申請人:上虞華倫化工有限公司