背景及概述
三叔丁氧基氢化铝锂中文别名：氢化三叔丁醇铝酸锂，英文名称：Lithiumtri-tert-butoxyaluminumhydride，CAS号：17476-04-9，分子式：C12H28AlLiO3，分子量：254.271，白色粉末，密度：0.942g/mLat25°C，沸点：84.6ºCat760mmHg，熔点：300-319°C(dec.)(lit.)。本品广泛用于医药、香料、农药及其他精细有机合成工业。广泛用于甾体酮的还原工艺，是生产治疗癌症药物吉西他滨的重要原料。三叔丁氧铝氢化锂溶液作为甾体选择性合成β-D-2'-脱氧-2'-α-氟-2'-β-C-甲基-3'，5'-环磷酸的试剂，是一种治疗丙型肝炎病毒(HCV)的核苷酸前药。是比氢化铝锉温和的还原剂,很近似于氢化硼钠。在0℃的乙醚或二甘醇二甲醚中可还原醛、酮、酸氯,不还原脂肪酸酯和腈,但可还原脂肪酸和脂环酸的苯醋。还原四氢呋喃(开环)。广泛用于甾体酮的还原。三叔丁氧基氢化铝锂的活性低于氢化铝锂 (LAH)，并且在酰卤、醛类、酮类和酯类的选择性还原中非常有用。这种试剂通常具有更高的溶解度，尤其是在低温有机溶剂中。
该试剂的固体和溶液都具有腐蚀性，并且都是易燃物。必须隔离空气和湿气储存。三(叔丁氧基)氢化铝锂(LTBA)是实验室常用的还原剂之一。该试剂在反应中可以提供一当量的氢负离子，因此需要按照底物被还原所需氢原子的理论量等当量的加入。LTBA由AlLiH4衍生而成，其还原能力弱于AlLiH4，但强于NaBH4。LTBA可以方便地将醛、酮等化合物还原成为相应的醇。当体系中同时存在有醛和酮时，醛优先被还原。不饱和酰氯在-78℃可以被LTBA还原成不饱和醛。以芳基二硫酚为底物时，所得产物为硫酚。以异氰酸酯为底物时，所得产物为甲酰胺。路易斯酸或金属催化剂可以增强LTBA的还原能力，一些不能被LTBA还原的官能团在该条件下能够顺利发生还原反应。
制备
由于三叔丁氧基氢化铝锂的广泛用途，吸引了世界各国科技人员的广泛兴趣，对三叔丁氧基氢化铝锂的合成方法改进的研究，方兴未艾。现有技术中以金属锂为原料制备氢化锂，用氢化锂与三氯化铝反应，制得氢化铝锂。氢化铝锂在乙醚中与叔丁醇反应而制得三叔丁氧基氢化铝锂。
方法一、
将装有搅拌器、恒压滴液漏斗和盛干冰的冷凝器的2升三颈瓶烘烤并用干燥氮气吹争;。放入600毫升氢化铝铿(0.32摩尔)的乙醚溶液,在搅拌下滴加入74克〔1.00摩尔)叔丁醇。瓶中立即出现大量白色固体。倾出大部分乙醚,其余的乙醚和过量的叔丁醇则减压除去。产物81.0克,基本上是定量产率。
方法二、
我们进行了大量的合成研究，主要改进点是：用廉价的金属钠和氯化锂代替价格昂贵的金属锂，降低了反应温度近200℃，同时，用廉价较为安全的甲基叔丁基醚代替价高、易燃的乙醚做反应介质，即降低了生产成本，也提高了工艺流程的安全性。
本方法依次包括以下几个步骤：
步骤一、合成氢化锂
将金属钠，氯化锂和氢气反应2Na+2LiCl+H2→2LiH+2NaCl，制得氢化锂称取245g氯化锂，和已切成直径大约5mm的小块金属钠120g，加入到1000mL的不锈钢反应器。装上带机械密封的搅拌机，密封，通入氮气。抽真空，当真空表的指针在-0.1MPa保持3min不变，证明反应器已密封无漏气。通入氢气，加热升温。当反应器内温度在150℃时，开动搅拌，转速80rpm左右。当反应器内的温度升到520~620℃，反应进行约2~6h，当进口与出口的氢气达到平衡，停止加热。继续通氢气，直到反应器温度降到50℃以下时，取出生成物。称重得369g氢化锂、氯化锂和氯化钠等混合物。氢化锂纯度≥98%，产率≥95%。
步骤二、合成氢化铝锂乙醚溶液
将步骤一合成的混合物跟三氯化铝在乙醚介质中反应，制得氢化铝锂乙醚溶液4LiH(+NaCl)+AlCl3LiAlH4+3LiCl(+NaCl)取干燥洁净的1000mL三口瓶，装上搅拌和冷凝管加入472mL乙醚，把三口瓶放在冰水浴中。将134g三氯化铝分数次加入到乙醚中，搅拌，使其溶解，得一淡黄色透明液体。备用。在一个装有恒压漏斗、直形冷凝器、带搅拌器的1000mL三口玻璃瓶中，加入200mL乙醚和上一步骤获得的369g氯化钠和氢化锂混合物。开动搅拌，将三氯化铝乙醚溶液缓慢滴加到三口瓶中，在乙醚回流下反应。当三氯化铝乙醚溶液滴加完毕后，继续搅拌30min。过滤除去氯化锂和氯化钠，得一微黄色透明的氢化铝锂乙醚溶液。蒸馏回收乙醚，得白色粉末氢化铝锂34.28g，纯度≥97%。
步骤三、合成三叔丁氧基氢化铝锂
将步骤二的产品和叔丁醇反应得到三叔丁氧基氢化铝锂反应方程式为：
图1 三叔丁氧基氢化铝锂反应方程式图
将装有恒压漏斗、直形冷凝器、带搅拌器的干燥洁净1000mL三口玻璃瓶放入冷水浴中。加入500mL甲基叔丁基醚，通入氮气，加入氢化铝锂24g。开始搅拌使其溶解，将149g叔丁醇加入到恒压漏斗中，缓慢滴加到氢化铝锂的甲基叔丁基醚溶液中，反应在32~60℃左右进行。滴加入约1.5h左右，有大量白色固体生产。约5~8h加完后，继续搅拌30min。过滤除去甲基叔丁基醚和过量的叔丁醇，得白色粉末。进一步减压除去附着在白色粉末产品中的甲基叔丁基醚，得三叔丁氧基氢化铝锂白色粉末。得产物159.8g，收率达97%，纯度≥99.06%。本工艺制备的三叔丁氧基氢化铝锂经国内外数十家企业试用，都反应良好。
参考文献
[1] H.C.Brown,S.Krishnamurihy,andJ.L.Hubbard,J.Am.chem.Soc.100(11),3343(1978).