总体来说,液体叔丁醇钾有两种主要生产工艺,一种是金属法,另一种是碱法。
固体醇钾产品主要是以液体醇钾为原料,经过蒸发浓缩、干燥,进一步制得的。
将金属钾在氮气环境下加入到新蒸的叔丁醇中,回流至钾完全融解后保温1h,蒸掉过量的叔丁醇,剩余白色固体在油浴180~190℃真空减压干燥10h以上,可得到叔丁醇钾的晶体粉末,需要氮气下保存使用,不能遇空气、水分,不然会变成粉红色,收率以钾来算的话在99%以上。
此方法的缺点是:
第一,将金属钾切成碎片需要用氮气保护;
第二,增大了金属钾与空气接触的时间,金属钾被氧化;
第三,钾片很容易聚集,减少了反应接触面积,增大了反应釜搅拌的负荷。
2002年刘宇 [1]提出一种新的金属法合成叔丁醇钾的工艺。采用邻二甲苯作为反应体系的溶剂。邻二甲苯的沸点是114℃,金属钾在该溶剂中可以呈现融熔状态(也就是钾砂),不需要将钾切成片状,钾块可以直接投入反应釜中。而且,反应的接触面积增大,有利于反应的进行。另外采用滴加叔丁醇,可以有效地控制反应的进行。该方法克服了一般生产工艺上存在的缺点,工业上可操作性强,有利于安全生产,所得固体叔丁醇钾含量高,游离碱偏低,具有明显的经济效益和社会效益。
Kerstin Schierle-Arndt等 [2]在2002年的专利中提出了一种碱金属(碱土金属)和醇反应制备碱金属醇钾的方法。此方法利用了碱金属醇盐和碱土金属醇盐在醇中溶解度的不同来提纯产品,但要注意保证反应物醇的加入要过量,否则会形成大块混合物,影响产品的纯度。
金属法的优点是:叔丁醇钾含量高,游离碱低。用金属法生产的叔丁醇钾产品,具有更好的催化活性。缺点是:生产中存在着安全性差、易爆炸等严重弊病。由于金属钾的价格昂贵,不易运输、贮存等因素,使得生产成本较高。此方法逐渐趋于被淘汰。金属法的投资利润率低于精细化工的平均利润率,故该方法在市场竞争能力方面具有一定的风险。