Kalium-tert-butanolat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Kalium-tert-butanolat
Andere Namen	Kalium-tert-butoxid Kalium-tert-butylat KO-t-butyl KTB t-BuOK
Summenformel	C4H9KO
Kurzbeschreibung	weißer bis gelblicher geruchloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 865-47-4 EG-Nummer 212-740-3 ECHA-InfoCard 100.011.583 PubChem 23665647 ChemSpider 63266 Wikidata Q285903
Eigenschaften
Molare Masse	112,21 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	256–258 °C[1]
pKS-Wert	19 (in Wasser)[2] 32.2 (in DMSO)[3]
Löslichkeit	heftige Zersetzung in Wasser[1] schlecht in Hexan, Toluol und Diethylether[4] gut in tert-Butanol und THF[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 228​‐​252​‐​314 EUH: 014 P: 405[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kalium-tert-butanolat ist das Alkoholatsalz aus tert-Butanol und Kalium. Es ist eine starke nicht-nukleophile Base, die sowohl in Lösung als auch als Feststoff kommerziell erhältlich ist.

Darstellung

Die Darstellung von Kalium-tert-butanolat erfolgt nach der gewöhnlichen Prozedur zur Herstellung von Alkoholaten. Es kann in Abwesenheit von Wasser unter Schutzgas durch Umsetzung von elementarem Kalium mit tert-Butanol nach folgender Gleichung hergestellt werden:^[4]

${\displaystyle {\ce {2(CH3)3C-OH + 2K ->2(CH3)3C-OK + H2 ^}}}$

Die erhaltene Lösung von Kalium-tert-butanolat in tert-Butanol kann entweder direkt verwendet oder das Lösungsmittel entfernt werden.^[4]

Da Kalium-tert-butanolat schneller altert (erkennbar an einer gelblichen Verfärbung), wird bei älteren Chargen empfohlen, diese vor Gebrauch zu reinigen. Dies geschieht durch Sublimation bei 220 °C und einem Druck von 1,3 hPa.^[4]

Eigenschaften

Kalium-tert-butanolat ist ein leicht entzündbarer, weißer Feststoff, der heftig mit Wasser reagiert.^[5] Er besitzt eine Zündtemperatur von 360 °C und ist schon durch kurze Flammeneinwirkung entzündlich. Die Entzündlichkeit erhöht sich mit einer feineren Verteilung des Stoffes.^[1] Sehr feines Pulver kann sich an der Luft selbst entzünden.^[5]

Die Base kann teils heftig mit kurzkettigen Alkoholen und Ketonen, Estern, Diethylsulfat und Luft reagieren.^[1]

Kalium-tert-butanolat weist eine höhere Basizität als die homologen Alkoholate von 1-Butanol, 2-Butanol und Isobutanol. Dies ist auf den höheren +I-Effekt des tert-Butylrests zurückzuführen.

Verwendung

In der organischen Synthese wird Kalium-tert-Butanolat als starke, nicht-nukleophile Base eingesetzt.^[4] Die geringe Nukleophilie ist eine Folge der hohen sterischen Hinderung des Alkoholats durch den sterisch anspruchsvollen tert-Butylrest. Hingegen eignet sie sich zur Deprotonierung C,H-acider Verbindungen^[4] und zur Dehydrohalogenierung.

In Lösung bildet Kalium-tert-butanolat komplexe Strukturen aus, was zu einer Herabsetzung seiner Reaktivität führt. Diese Strukturen können durch Zugabe von DMSO aufgebrochen werden.

In Mischung mit Lithiumalkylen wird Kalium-tert-butanolat als Schlosser-Base bezeichnet, wodurch die Basizität erhöht wird.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g} Eintrag zu Kalium-tert-butanolat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Januar 2017. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ Joseph Hornback: Organic Chemistry. Cengage Learning, 2005, ISBN 978-0-534-38951-2 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche), S. 131.
3. ↑ F. G. Bordwell: Bordwell pKa Table (Acidity in DMSO).
4. ↑ ^{a b c d e f g} D. Caine: Potassium-tert-butoxide, in: Encyclopedia of Reagents in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, New York, 2006; doi:10.1002/047084289X.rp198.pub2.
5. ↑ ^{a b} L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen, Eintrag für Kalium-tert-butylat, CD-ROM Ausgabe 8/2021, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4.