1-氯丁烷

1-氯丁烷
IUPAC名 1-chlorobutane
别名	正丁基氯 氯丁烷 丁基氯 氯代正丁烷
识别
CAS号	109-69-3 ^Y
PubChem	8005
ChemSpider	7714
SMILES	ClCCCC
InChI	1/C4H9Cl/c1-2-3-4-5/h2-4H2,1H3
InChIKey	VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYAR
性质
化学式	C4H9Cl
摩尔质量	92.57 g·mol^−1
外观	无色有类似氯仿气味的挥发性液体
密度	0.88 g/mL
熔点	-123 °C
沸点	79 °C
溶解性（水）	0.5 g/L (20 °C)[1]
蒸氣壓	10.8 kPa (20 °C)
折光度n D	1.4018 (20 °C)[2]
危险性
警示术语	R：R11
安全术语	S：S2, S9, S16, S29
MSDS	Oxford MSDS
欧盟分类	可燃 (F)
NFPA 704	3 1 1
致死量或浓度：
LD50（中位剂量）	2670 mg·kg^-1 (大鼠经口)[3]
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

1-氯丁烷，分子式C₄H₉Cl。

性质

无色挥发性易燃液体，有类似氯仿的气味。几乎不溶于水，与乙醇和乙醚混溶。

• 粘度：0.45 mPa·s（20°C）
• 闪点（开杯）：-9.4 °C
• 自燃点：460 °C
• 与水的共沸物：水 6.6 wt%，共沸点 68.1 °C^[4]
• 与醇的共沸物：^[4]
  • 甲醇 28.5 wt%，共沸点 57.2 °C
  • 乙醇 21.5 wt%，共沸点 66.2 °C
  • 正丙醇 16.0 wt%，共沸点 75.6 °C
• 蒸气压方程（安托万方程）：

${\displaystyle \ \log _{10}(P)=A-{\frac {B}{T+C}}}$

• • P 的单位：bar，T 的单位：K
  • A = 3.99588, B = 1182.903, C = −54.885 (T = 256.4–351.6 K)^[5]
• 标准摩尔生成焓：
  • −188.2 kJ·mol⁻¹（Δ_fH⁰_liquid）
  • −154.6 kJ·mol⁻¹（Δ_fH⁰_gas）^[6]
• 标准摩尔燃烧焓：−2695.8 kJ·mol⁻¹（Δ_cH⁰_liquid）^[6]
• 热容（c_p）：159.53 J·mol⁻¹·K⁻¹ (25 °C，液)^[7]
• 汽化焓：30.39 kJ·mol⁻¹（Δ_VH⁰，常压沸点）^[8]

制备

正丁醇与浓盐酸在氯化锌催化下进行作用，产生1-氯丁烷。反应后将产物洗涤、干燥、分馏，收集75～78.5°C馏分，得到成品。

${\displaystyle \ CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH+HCl\ {\xrightarrow {ZnCl_{2}}}\ CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}Cl+H_{2}O}$

反應

親核取代反應

1-氯丁烷的1號碳（連著氯原子的碳）因爲連著電負性比碳高的氯，所以帶部分正電荷，變得親電，可以被親核體進攻。而由於它是個一級氯代烷，位阻效應比較小，同時相應的碳陽離子不穩定，因此它主要發生雙分子親核取代反應，而不是單分子親核取代反應。例如1-氯丁烷與氫氧化鈉反應，氫氧根離子進攻1號碳，氯以氯離子的方式離去，生成1-丁醇。

用途

用作有机合成原料、医药中间体，也用作溶剂和脱蜡剂等。有机合成中，用于引入正丁基，也用于与金属锂作用制取正丁基锂：

${\displaystyle \ 2Li+C_{4}H_{9}Cl\rightarrow C_{4}H_{9}Li+LiCl}$

1-氯丁烷对油、脂和蜡有较好的溶解性，也用于HPLC中。

参考资料

1. Record of CAS RN 109-69-3 in the GESTIS Substance Database from the IFA（英语：Institute for Occupational Safety and Health）
2. Gerrard, W.; Hudson, H. R.; Murphy, W. S. "s-Butyl Chloride from n-Butyl Dichloroborinate and from n-Butanol-Hydrogen Chloride." J. Org. Chem. 1962, 1099–1101
3. SICHERHEITSDATENBLATT^{[失效連結]}
4. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley Interscience, Release 2009, 7th Edition
5. Kemme, H.R.; Kreps, S.I., Vapor Pressure of Primary n-Alkyl Chlorides and Alcohols in J. Chem. Eng. Data, 1969, 14, 1, 98-102.
6. Stridth, G.; Sunner, S.: Enthalpies of formation of some 1-chloroalkanes and the CH₂-increment in the 1-chloroalkanes series in J. Chem. Thermodyn., 1975, 7, 161-168.
7. Grolier, J.-P.E.; Roux-Desgranges, G.; Berkane, M.; Jimenez, E.; Wilhelm, E.: Heat capacities and densities of mixtures of very polar substances 2. Mixtures containing N,N-dimethylformamide in J. Chem. Thermodynam., 1993, 25(1), 41-50.
8. Majer, V.; Svoboda, V., Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1985, 300