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四氯化鈦的注意事項

發布時間:2019-11-20 來源:中國標準物質網 閱讀:72

【中文名稱】 四氯化鈦

【英文名稱】Titaniurn(IV) Chloride

【分子式】Cl4Ti

【分子量】189.68

【CA登錄號】[7550-45-0]

【結構式】TiCl4

【物理性質】無色或微黃色液體,有刺激性酸味,在空氣中發煙。蒸汽壓1.33 kPa (21.3℃),mp -24 ℃, bp 136.4℃, d 1.726 g/cm3。它可溶于THF, CH2Cl2、甲苯中。

【制備和商品】四氯化鈦在各大試劑公司均有銷售。工業上由二氧化鈦、碳粉混合后,在600℃時通入氯氣而制得。

【注意事項】該試劑非常活波,遇濕空氣即冒白煙。首先形成TiCl4·5H2O,最后水解生成水合二氧化鈦(TiO2·xH2O)。遇水接觸會發生激烈反應。皮膚直接接觸液態四氯化鈦可引起不同程度的灼傷。其煙塵對呼吸道黏膜有強烈刺激作用。輕度中毒有喘息性支氣管炎,嚴重者出現呼吸困難、呼吸脈搏加快、體溫升高、咳嗽等,可發展成肺水腫。

四氯化鈦作為一種常見的路易斯酸,在有機合成中有著重要應用。四氯化鈦有很強的親氧性和脫水能力。另外,四氯化鈦與還原劑可以促進羰基化合物發生McMurry反應,反應的產物與還原劑種類和還原能力密切相關。

由于四氯化鈦的親氧性,它可以很好地活化羰基化合物。提高羰基化合物的親電性,從而易于與親核試劑反應。例如:四氯化鈦可以促進羰基化合物與胺生成亞胺的反應。即使是含有大位阻基團,也能得到較高的產率(式1)。


對于羰基化合物與烯基硅醚類型的羥醛縮合反應,四氯化鈦是最好的催化劑。不同的羰基官能團(如醛和酮)同時存在時,可以通過控制溫度來實現高選擇性反應。通常來說,酮需要0~20℃的反應溫度,而醛在-78℃時就能反應(式2)。


在四氯化鈦的催化下,烯基醚、烯基酯類化合物都可作為親電試劑與醛、酮或縮醛發生羥醛縮合反應。乙酰氧代呋喃類化合物也可作為烯基醚與醛發生反應(式3)。


當用硅氧基炔與醛反應時,可高立體選擇性地得到E-構型的丙烯酸衍生物(式4)。


四氯化鈦可催化烯丙基硅試劑與醛的反應,反應速率很快,且高選擇性地在TMS基團的產位進行(式5)。


四氯化鈦還可促進δ-酰基炔類化合物發生環化反應,生成各種碳環和氮雜環化合物。例如:在氨存在下,催化N-炔丙基-2-酰基吲哚環合生成多環化合物(式6)。


四氯化鈦加還原劑體系可以促進羰基化合物發生McMurry反應。最常見的是四氯化鈦-鋅體系,將羰基化合物自身還原偶聯生成烯烴。如果底物是二羰基化合物,則得到環烯烴(式7)。


四氯化鈦-鎂體系可以將亞胺鹽偶聯得到鄰二胺衍生物(式8)。


四氯化鈦氫化鋰鋁體系,偕二鹵代烴可以對烯烴進行環丙烷化反應,從而得到多取代環丙烷衍生物(式9)。此外該體系還可實現鹵代芳烴的脫鹵反應和雙鍵的催化加氫反應。


四氯化鈦-鎂體系可以實現亞胺和烯丙基溴的還原偶聯反應(式10)。


四氯化鈦還可作為氯化試劑,將氯原子連接到底物上(式11)。


四氯化鈦作為制備多種有機鈦試劑的原料在金屬有機領域有重要應用。在工業上,四氯化鈦是著名的齊格勒一納塔催化劑的組分之一,在烯烴聚合方面有廣泛應用。此外,四氯化鈦還是工業上制備TiO2的重要中間體。


關鍵詞:四氯化鈦 氫化鋰鋁

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