叔丁醇
叔丁醇(tert-Butanol;IUPAC名:2-甲基-2-丙醇),又称第三丁醇或新丁醇,是最简单的叔醇,为丁醇四种异构体之一。叔丁醇是具有樟脑香味的液体,易溶于水、乙醇和乙醚。叔丁醇熔点仅仅超过25°C ,因此室温下有可能是固态。
叔丁醇被用作溶剂。叔丁醇也被用于变性乙醇[1] 、油漆清洗剂、汽油添加剂和其他日用品如香料和香水的生产中。
由于是三级醇,因此相对于其他丁醇而言,叔丁醇对于氧化剂比较稳定。用强碱(如氢化钠)脱去叔丁醇的质子时,产物是醇盐负离子,即叔丁氧基负离子。
- NaH + tBuOH → tBuO−Na+ + H2
叔丁氧基负离子在有机化学中是一个很有用的弱亲核性强碱,它可以很快夺取其他化合物中的活泼氢,但是它的体积限制了它发生亲核反应,如Williamson合成或SN2反应。
反应机理是SN1的原因是:叔丁醇生成的叔丁基碳正离子是一个三级碳正离子,非常稳定。相反地,一级醇由于其相应的碳正离子不稳定,因此采用SN2机理。
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性质与稳定性
1、具有叔醇的化学反应特性。比伯醇、仲醇容易发生脱水反应,与盐酸振摇易生成氯化物。对金属无腐蚀性。 2、有毒,毒性介于乙醇和丙醇之间,后效作用比正丁醇和异丁醇强。大鼠经口LD50:3500mg/kg。对中枢神经系统具有麻醉作用,对皮肤黏膜有轻度刺激作用。生产现场要加强通风,生产设备要密闭,防止吸入和接触皮肤。操作人员应戴口罩及橡胶手套。空气中最高容许浓度0.01%。 3、与水能形成共沸混合物,含水量11.76%(质量分率),共沸点79.92℃,水溶液中加入碳酸钾可使其分层。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。 4、存在于烟气中。
合成方法
1、硫酸水合法 由异丁烯与硫酸水合:一般是由抽提丁二烯后的混合C4馏分为原料,在0.7MPa、15℃条件下,用60-70%的硫酸酯化,99%的异丁烯被吸收生成叔丁基硫酸脂,然后水解生成叔丁醇,经水蒸气解吸,分去水分,精制提纯而得成品。 2、离子交换树脂水合法 混合C4馏分与软水在阳离子交换树脂存在下水合生成叔丁醇,经分层、提浓,得85%叔丁醇。3.丙烯、丁烷共氧化法4.直接水合法以高浓度杂多酸水溶液为催化剂。将混合碳四中的异丁烯选择水合制叔丁醇。 3、由抽提丁二烯后的混合C4馏分为原料,用60%~70%的硫酸酯化,99%的异丁烯被吸收生成叔丁基硫酸酯,然后水解生成叔丁醇,经水蒸气解吸,分去水分,精制提纯而得成品。或者混合C4馏分与软水在阳离子交换树脂存在下水合生成叔丁醇,经分层、浓缩得叔丁醇。 4、以工业品叔丁醇为原料,先用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,再加入10%的氢氧化钠溶液一起回流并蒸馏,馏出液用无水碳酸钾脱水干燥,过滤所得清液中加入新煅烧的氧化钙回流并蒸馏,馏出液中加入酒石酸再进行蒸馏,收集81.5~83.5℃馏分,即为成品。