叔丁醇钾 (t-BuOK) (CAS 865-47-4) — 性质与应用完全指南

类别： 强碱 | 分子式： C₄H₉KO | 分子量： 112.21 g/mol

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什么是叔丁醇钾 (t-BuOK)？

叔丁醇钾 (t-BuOK) (CAS 865-47-4) 是一种强碱，分子式为 C₄H₉KO，分子量为 112.21 g/mol。

其IUPAC系统命名为 potassium 2-methylpropan-2-olate。

外观为 白色至类白色粉末。

物理和化学性质

性质	数值	来源
CAS号	865-47-4
分子式	C₄H₉KO
分子量	112.21 g/mol
IUPAC名称	potassium 2-methylpropan-2-olate
外观	白色至类白色粉末
熔点	256–258 °C
沸点	不适用（升华）
密度	~1.0 g/cm³

作用原理

t-BuOK碱性的空间位阻和电子基础

叔丁醇钾在有机合成的强碱中占据特殊地位。其共轭酸t-BuOH的pKa在DMSO中约为19，介于乙醇钠（pKa ~16）等醇盐碱和LDA（pKa ~36）等酰胺碱之间。这种中等碱性提供了一个有用的反应窗口——t-BuOK的碱性足以定量去质子化酮（pKa ~20）、酯（pKa ~25）和末端炔烃（pKa ~25），但又足够温和，可以保留许多敏感官能团。

其决定性的结构特征是庞大的叔丁基。三个甲基从季碳α-碳上辐射出去，在氧阴离子周围形成一个球形的空间位阻屏障。这种位阻效应对反应性有深远影响。在消除反应中，t-BuOK优先夺取烷基卤化物或磺酸酯上位阻最小的β-氢，导致霍夫曼型消除反应，倾向于生成取代较少（且稳定性较差）的烯烃产物。这与较小的碱（如乙醇盐）形成对比，后者遵循扎伊采夫规则，生成取代更多的烯烃。

在取代反应中，空间位阻严重阻碍了SN2反应途径，使t-BuOK成为一种极差的亲核试剂。在乙醇中能被乙醇钠定量取代的伯烷基溴，与t-BuOK反应可能表现出可忽略的取代反应，而是发生完全的消除反应。这种E2优先于SN2的选择性是t-BuOK最具合成价值的特性之一。

钾抗衡离子相对于钠增强了碱性。K⁺较大的离子半径（138 pm vs Na⁺ 102 pm）导致在非质子溶剂中形成更解离、反应活性更高的醇盐。在DMSO或DMF中，t-BuOK主要以游离的叔丁氧基离子形式存在，从而最大化其热力学碱性。这种效应可以通过添加18-冠-6来螯合钾阳离子而增强，生成实际上具有更高反应活性的“裸露”醇盐。Schlosser碱——t-BuOK和n-BuLi的1:1混合物——会产生一种具有超强碱性的有机钾物种，能够金属化甚至甲苯和其他弱酸性烃类。

与替代品的比较

试剂	CAS号	关键差异	最佳用途
叔丁醇钾 (t-BuOK)	865-47-4	参考化合物	一般用途
叔丁醇钠 (t-BuONa)	865-48-5	在非质子溶剂中碱性比t-BuOK弱约10倍，原因是O–Na离子对更强。在THF和甲苯中的溶解度较低。常用于钾盐反应活性过高导致过度反应的情况。	反应中t-BuOK过度消除或过度去质子化底物时
LDA (二异丙基氨基锂)	4111-54-0	更强的碱（pKa ~36），亲核性更强（仲胺骨架）。需要严格无水条件、低温环境和新制备的溶液。	在-78°C下进行羟醛缩合反应的定量、不可逆烯醇化反应
DBU (1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)	6674-22-2	有机脒碱；完全无亲核性；可溶于所有有机溶剂且不解离。碱性弱于t-BuOK。不能定量去质子化简单酮。	对酸或金属敏感的底物，使用金属醇盐会导致分解

比较数据已根据供应商规格进行验证。

关键应用

霍夫曼消除——制备末端烯烃：在回流叔丁醇或25–80°C的DMSO中，t-BuOK将烷基卤化物和磺酸酯转化为具有霍夫曼区域选择性的烯烃——优先夺取取代最少碳上的β-氢。这使得t-BuOK在合成目标为取代较少的烯烃时成为首选试剂，补充了使用较小碱实现的扎伊采夫选择性。季铵氢氧化物（霍夫曼彻底甲基化）可提供类似的选择性，但需要额外的合成步骤。

用于烷基化和羟醛化学的烯醇化反应：在-78°C至0°C的THF中，酮、酯、内酯和β-二羰基化合物可被t-BuOK干净地去质子化。与锂烯醇化物相比，生成的钾烯醇化物表现出独特的反应性——由于氧-金属离子对较弱，它们在烷基化反应中通常反应活性更高，但需要仔细控制温度以避免羟醛自缩合。在t-BuOH/THF中使用t-BuOK进行钾烯醇化物烷基化是酮和酯α-单烷基化的标准方案。

Wittig烯烃化反应的碱：在经典的Wittig反应中，t-BuOK是从鏻盐生成磷叶立德的优选碱。它在0°C至室温的THF中能定量去质子化烷基三苯基鏻盐，生成深色溶液的叶立德。与n-BuLi相比，t-BuOK避免了与鏻盐的竞争性亲核加成以及与溴代芳烃底物的卤素-金属交换。生成的叶立德与醛和酮加成，对于非稳定叶立德，可生成具有可预测的(Z)-选择性的烯烃。

酯交换催化：使用相应的醇和1–5 mol%的t-BuOK作为催化剂，将甲酯和乙酯转化为更高级的烷基酯。该转化是可逆的，通过蒸馏除去低沸点醇来驱动。该方法广泛应用于生物柴油生产（甘油三酯与甲醇酯交换生成脂肪酸甲酯）以及药物合成中，其中甲酯中间体被转化为苄酯、叔丁酯或异丙酯，用于正交脱保护策略。

Buchwald-Hartwig胺化——化学计量碱作用：在许多钯催化的芳基卤化物与胺之间的C–N键形成反应中，t-BuOK作为化学计量碱。它使胺底物去质子化，生成钯-酰胺基中间体，该中间体通过还原消除形成C–N键。其空间位阻阻止了碱本身的竞争性N-芳基化（较小的醇盐碱存在的问题），而其强碱性确保了高效的催化循环。

处理与储存

• 储存： 储存于阴凉、干燥、通风良好的区域。不使用时保持容器密闭。
• 个人防护装备： 佩戴合适的手套、安全护目镜和实验服。
• 通风： 在通风橱或通风良好的区域使用。

在处理前，请务必查阅供应商提供的安全数据表。

常见问题解答

叔丁醇钾 (t-BuOK) 的CAS号是多少？

CAS登记号为 865-47-4。

叔丁醇钾 (t-BuOK) 的分子量是多少？

基于分子式C₄H₉KO，分子量为 112.21 g/mol。

叔丁醇钾 (t-BuOK) 有什么用途？

叔丁醇钾 (t-BuOK) 在有机合成中用作强碱。具体应用包括制药和精细化学品制造中的各种转化反应。

叔丁醇钾 (t-BuOK) 应如何储存？

储存于阴凉、干燥、通风良好的区域，远离不相容材料。保持容器密闭。有关具体的储存条件，请参考供应商的安全数据表。

在哪里可以购买叔丁醇钾 (t-BuOK)？

叔丁醇钾 (t-BuOK) (CAS 865-47-4) 可从主要化学品供应商处购买，包括Sigma-Aldrich、TCI和其他分销商。

商业级叔丁醇钾 (t-BuOK) 的纯度是多少？

商业级叔丁醇钾 (t-BuOK) 的纯度通常为≥97%。对于特殊应用，可能提供更高纯度。

购买渠道

产品采购

叔丁醇钾 (t-BuOK) (CAS 865-47-4) 目前未列在科弘生物产品目录中。 请联系 sales@科弘生物.com 获取采购协助。

来源清单

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