一種正己基鋰的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正己基鋰的制備方法，包括如下步驟：（1）在惰性氣體的保護(hù)下，將鋰片放置于惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻后除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體；（2）在惰性氣體保護(hù)下，向步驟（1）得到的鋰分散體中加入液態(tài)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后經(jīng)處理得到所述的正己基鋰的溶液。本發(fā)明中，所加入催化劑L-脯氨酸與鋰進(jìn)行配位后，提高了產(chǎn)物的收率，減少了副反應(yīng)的發(fā)生。
【專利說明】一種正己基鋰的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)金屬化合物合成領(lǐng)域，具體涉及一種正己基鋰的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]有機(jī)鋰化合物的化學(xué)性質(zhì)類似烷基鹵化鎂，但更活潑，可與金屬鹵化物、含羰基物質(zhì)、鹵代烴和含有活潑氫的化合物反應(yīng)。正己基鋰是一種重要的有機(jī)鋰化合物，可以用于拔除很多氫碳酸的活潑氫，更重要的應(yīng)用是對烯烴的己基化。
[0004]Manuel等人報道了一種采用采用正己基鋰作為試劑，制備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(jīng)過三步反應(yīng)制得了 2-丙基辛酸，得到的2-丙基辛酸是有日本Ono制藥公司研發(fā)的一種中風(fēng)治療藥物。
[0005]有機(jī)鋰化合物一般通過制備鋰或鋰鈉合金在惰性有機(jī)液體中的分散體，然后添加適宜的烷基鹵而制得的，使用時一般以溶液狀態(tài)使用?，F(xiàn)有技術(shù)中正己基鋰是通過使氯代正己烷與2當(dāng)量的鋰金屬反應(yīng)而得到該產(chǎn)物及氯化鋰。
[0006]C6H13Cl+2Li — C6H13Li+LiCl
[0007]通常該反應(yīng)在有機(jī)溶劑正己烷中進(jìn)行，工業(yè)化生產(chǎn)中，正己基鋰的反應(yīng)因為放大效益，容易發(fā)生Wurtz反應(yīng)以及.歧化反應(yīng)得到烯烴。這不僅會降低正己基鋰的產(chǎn)率，還會降低正己基鋰的純度，影響后續(xù)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種正己基鋰的制備方法，該制備方法得到的正己基鋰的產(chǎn)率高，尤其適合于正己基鋰的工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。
[0009]一種正己基鋰的制備方法，包括如下步驟:
[0010](I)在惰性氣體保護(hù)下，將鋰片放置于惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻后除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體；
[0011](2)在惰性氣體保護(hù)下，向步驟(I)得到的鋰分散體中加入液態(tài)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后經(jīng)處理得到所述正己基鋰的溶液。
[0012]本發(fā)明中，所加入的L-脯氨酸與Li發(fā)生配位作用，起著催化劑的作用，使該反應(yīng)的引發(fā)和進(jìn)行更加容易，即使原料的用量為千克級時，反應(yīng)也能很好地引發(fā)和進(jìn)行，并且還能保證正己基鋰的產(chǎn)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(yōu)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(yīng)，且粘度和流動性合適，便于使鋰片分散。白油的用量無特別嚴(yán)格的要求，與鋰片的用量比約為IOL:1kg。
[0015]作為優(yōu)選，步驟(I)中，攪拌的速率為130?150轉(zhuǎn)/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，有利于下一步的反應(yīng)。
[0016]作為優(yōu)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，便于分散。
[0017]作為優(yōu)選，步驟(2)中，所述的液態(tài)烴為正己烷，同其他液態(tài)烴相比，采用正己烷時
正己基鋰的產(chǎn)率最高。
[0018]作為優(yōu)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(chǎn)率較低，L-脯氨酸的用量過高，有可能會在反應(yīng)體系中弓I入雜質(zhì)，影響后續(xù)使用。
[0019]作為優(yōu)選，步驟(2)中，反應(yīng)溫度為50?55°C，通過L-脯氨酸的使用，有效地降低了反應(yīng)溫度，使反應(yīng)能夠在較低的溫度下進(jìn)行；反應(yīng)溫度的降低可以進(jìn)一步減少Wurtz反應(yīng)以及歧化反應(yīng)，提高反應(yīng)的產(chǎn)率。
[0020]作為優(yōu)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(yīng)，而且副反應(yīng)和殘留的原料較少。
[0022]在工業(yè)化生產(chǎn)中，制備正己基鋰的反應(yīng)因為放大效益，當(dāng)反應(yīng)物的用量太大時，反應(yīng)效率明顯降低，作為優(yōu)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(yīng)的轉(zhuǎn) 化率較低，副反應(yīng)較多；添加L-脯氨酸后，反應(yīng)效果明顯改善，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率保持在較高的水平，并且副反應(yīng)較少。
[0023]步驟(2)中，反應(yīng)時間為I?10小時，反應(yīng)能夠充分發(fā)生。
[0024]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0025](I)通過在反應(yīng)體系中添加催化量的L-脯氨酸，L-脯氨酸與鋰配位后，可以有效地提聞了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)的發(fā)生；
[0026](2)通過L-脯氨酸的催化作用，能夠使反應(yīng)在千克級數(shù)上很好地發(fā)生，減小放大效益的影響。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0028]實施例1
[0029]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h后，加快反應(yīng)釜攪拌速度至130轉(zhuǎn)/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉(zhuǎn)移至洗滌釜，沖洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(tài)(鋰砂)。
[0030]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜加入20kg正己烷，在保持釜內(nèi)有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂和58gL-脯氨酸，封蓋并保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應(yīng)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(yīng)釜溫度在53-55°C左右；控制反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為130轉(zhuǎn)/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏斗過濾，反應(yīng)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(chǎn)品233L (收率89%)。[0031]所述正己基鋰的濃度采用雙滴定法進(jìn)行滴定，具體過程如下:
[0032](I)測總堿含量
[0033]取一只250ml的錐形瓶和5ml移液管，都先干燥和用氬氣置換空氣，用洗瓶向錐形瓶內(nèi)注入80ml蒸餾水，小心吸取5ml正己基鋰產(chǎn)品，移入錐形瓶內(nèi)，并不停搖動錐形瓶數(shù)分鐘，直到樣品全部水解完畢，用洗瓶沖洗錐形瓶壁，然后繼續(xù)加蒸餾水至100ml，加入2?3滴要酚酞指示劑顯粉紅色，然后用鹽酸滴定淡粉色為終點，記下體積Vp
[0034](2)測堿性雜質(zhì)含量
[0035]取一只250ml無水干燥的具塞錐形瓶,用氬氣置換空氣，分別用兩支IOml干燥并用氬氣置換空氣的移液管，加入IOml乙醚溶液和IOml氯芐溶液(保證過量氯芐與正己基鋰完全反應(yīng)生成中性氯化鋰)混合均勻，在氬氣保護(hù)的情況下小心吸取5ml正己基鋰產(chǎn)品，移入錐形瓶內(nèi)，在氬氣的保護(hù)下，不停搖動錐形瓶數(shù)分鐘，直到樣品與氯芐乙醚混合液反應(yīng)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，然后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)代表用于滴定的鹽酸的濃度，V(n_HexLi)代表被滴定的正己基鋰產(chǎn)品的體積，此處為5ml。
[0039]實施例2
[0040]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h后，加快反應(yīng)釜攪拌速度至130轉(zhuǎn)/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉(zhuǎn)移至洗滌釜，沖洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(tài)(鋰砂)。
[0041]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜加入20kg正己烷，在保持釜內(nèi)有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂，封蓋并保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應(yīng)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(yīng)釜溫度到53-55°C;控制反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為130轉(zhuǎn)/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏斗過濾，反應(yīng)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(chǎn)品252L (收率71%)ο實施例2的結(jié)果表明不加入L-脯氨酸時，正己基的產(chǎn)率大大降低。
[0042]實施例3
[0043]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜放入250L白油，21kg鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，攪拌0.5h后，加快反應(yīng)釜攪拌速度至130轉(zhuǎn)/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉(zhuǎn)移至洗滌釜，沖洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(tài)(鋰砂)。
[0044]氬氣保護(hù)下，向500L反應(yīng)釜加入20kg正己烷，在保持釜內(nèi)有氬氣外放的情況下投入7kg鋰砂，封蓋并保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應(yīng)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(yīng)釜溫度到65-660C ;控制反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為130轉(zhuǎn)/分。滴畢，開始保溫，保溫8小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏斗過濾，反應(yīng)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(chǎn)品248L (收率75%)。實施例2和3的結(jié)果表明不加入L-脯氨酸時，最優(yōu)反應(yīng)溫度與加L-脯氨酸時不同。
[0045]實施例4[0046]氬氣保護(hù)下，向500mL反應(yīng)瓶放入250mL白油，21g鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，180°C攪拌0.5h后，加快反應(yīng)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(zhuǎn)移至洗滌釜，沖洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(tài)(鋰砂)。
[0047]氬氣保護(hù)下，向500mL反應(yīng)瓶加入40mL正己烷，在保持釜內(nèi)有氬氣外放的情況下投入7g鋰砂，封蓋并保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應(yīng)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(yīng)瓶溫度到65-660C ;控制反應(yīng)瓶轉(zhuǎn)速為130轉(zhuǎn)/分。
[0048]滴畢，開始保溫，保溫2小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏斗過濾，反應(yīng)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(chǎn)品235mL (收率90%)。
[0049]實施例5
[0050]氬氣保護(hù)下，向500mL反應(yīng)瓶放入250mL白油，21g鋰片，緩慢攪拌升溫至180°C，180°C攪拌0.5h后，加快反應(yīng)瓶攪拌速度至130轉(zhuǎn)/分，180°C攪拌lh，開啟冷卻至室溫，壓濾去除白油，正己烷轉(zhuǎn)移至洗滌釜，沖洗2-3次，得到相對均勻的鋰金屬形態(tài)(鋰砂)。
[0051]氬氣保護(hù)下，向500mL反應(yīng)瓶加入40mL正己烷，在保持釜內(nèi)有氬氣外放的情況下投入7g鋰砂和0.15gL-脯氨酸，封蓋并保持正壓，打開放空閥保持壓力平衡，向反應(yīng)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(yīng)瓶溫度到53-55°C ;控制反應(yīng)瓶轉(zhuǎn)速為130轉(zhuǎn)/分。
[0052]滴畢，開始保溫，保溫2小時左右，降溫至室溫靜置，用砂板漏斗過濾，反應(yīng)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(chǎn)品231mL (收率93%)。實施例4和5的結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)規(guī)模較小的時候，反應(yīng)比較容易發(fā)生，反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)的轉(zhuǎn)化率。
【權(quán)利要求】
1.一種正己基鋰的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在惰性氣體保護(hù)下，將鋰片放置于惰性溶劑中，加熱攪拌使所述的鋰片分散，冷卻后除去所述惰性溶劑，得到鋰分散體； (2)在惰性氣體保護(hù)下，向步驟(I)得到的鋰分散體中加入液態(tài)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后經(jīng)處理得到所述正己基鋰的溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的惰性溶劑為白油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，攪拌的速率為130?150轉(zhuǎn)/分，攪拌的時間為0.5?I小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，加熱的溫度為 180 ?200 0C ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的液態(tài)烴為正己烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求6所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，反應(yīng)溫度為50 ?55?。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述.的正己基鋰的制備方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1?8任一項所述的正己基鋰的制備方法，其特征在于，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(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】李典正, 張江林, 何光明 申請人:上虞華倫化工有限公司