المعايرة بالتحليل الحجمي n-بوتيل ليثيوم

N-butyllithium ، المختصر n-BuLi ، هو كاشف ليثيوم عضوي يستخدم بشكل متكرر كقاعدة قوية أو كمادة نووية.

N-butyllithium متاح تجاريا كمحلول في الألكانات مثل الهكسان أو الهبتان. هذه المحاليل مستقرة عند تخزينها بشكل صحيح ، ولكنها لا تزال تتحلل عند الشيخوخة والتعرض للماء أو الأكسجين.

عند استخدام محلول n-butyllithium لتحضير الليثيوم ثنائي إيزوبروبيلميد ، وهو نوع آخر من القواعد القوية ، من الضروري استخدام كمية دقيقة في التفاعل. لهذا السبب، يجب إجراء تجارب المعايرة بالتحليل الحجمي قبل كل استخدام.

سيوضح هذا الفيديو مبادئ n-butyllithium ، وهو إجراء لمعايرة محلول n-butyllithium واستخدامه في تفاعل كيميائي ، والعديد من التطبيقات.

يتم استخدام N-butyllithium ، وهي سلسلة مكونة من أربعة كربون مع رابطة كربون-ليثيوم في أحد طرفيها ، كقاعدة قوية في Br?nsted وفي تفاعلات تبادل الليثيوم والهالوجين ، ولكن يمكن استخدامها أيضا كمادة نووية أو كبادئ بلمرة في إنتاج اللدائن الصناعية.

بالنسبة لمعظم التجارب ، يجب إضافة فائض ضئيل من n-butyllithium فقط إلى خليط التفاعل. ستؤدي إضافة القليل جدا من الكاشف إلى تفاعل غير مكتمل ، وقد تؤدي إضافة فائض كبير جدا إلى منتجات جانبية غير مرغوب فيها. يتم حساب الكمية الدقيقة لمحلول n-butyllithium المراد إضافته عن طريق إجراء تجربة معايرة بالتحليل الحجمي باستخدام حمض ثنائي الفينيل أستيك.

والآن بعد أن ناقشنا مبادئ n-butyllithium، دعونا نلقي نظرة على إجراء معايرة محلول n-butyllithium، واستخدامه في تفاعل كيميائي.

أولا ، قم بتبريد قارورة مستديرة القاع سعة 20 مل مجففة باللهب إلى درجة حرارة الغرفة وحركها تحت جو من النيتروجين ، ثم أضف حمض ثنائي الفينيل أستيك و 5 مل رباعي هيدروفوران اللامائي

باستخدام حقنة زجاجية متدرجة سعة 2 مل مزودة بإبرة ، ارسم 2 مل 1.6 محلول مولي من n-butyllithium في الهكسان ، والذي يقع تحت جو من النيتروجين. ثم أدخل الإبرة في القارورة التي تحتوي على حمض ثنائي الفينيل أسيتيك. أثناء التحريك ، أضف محلول n-butyllithium بالتنقيط إلى محتويات القارورة ، والتي يجب أن تتحول إلى اللون الأصفر ثم تعود إلى عديم اللون.

استمر في إضافة محلول n-butyllithium حتى يستمر اللون الأصفر الغامق ، مما يشير إلى أنه تم الوصول إلى نقطة النهاية. لاحظ مقدار n-butyllithium الذي تمت إضافته ، واقسم 1.18 ، وهو عدد المليمول من حمض ثنائي الفينيل أستيك ، على هذا الرقم لحساب التركيز المولي الفعلي.

والآن بعد أن حسبنا التركيز الفعلي لمحلول n-butyllithium، أصبحنا مستعدين لاستخدامه في تجربة. قم بتبريد قارورة مستديرة القاع سعة 100 مل مجففة على اللهب إلى درجة حرارة الغرفة وحركها تحت جو من النيتروجين ، ثم أضف البنزالديهايد في 20 مل رباعي هيدروفوران لا مائي. حرك المحتويات عند -78 درجة مئوية في حمام ثلج جاف / أسيتون.

أضف n-butyllithium بالتنقيط إلى القارورة.

ثم باستخدام كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة ، راقب استهلاك البنزيلدهيد. بمجرد اكتمال التفاعل ، أخرج القارورة من الحمام المبرد واتركها تصل إلى درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك ، أضف 10 مل من كلوريد الأمونيوم المائي المشبع لإخماد التفاعل. ثم استخرج الطبقة المائية مرتين باستخدام 25 مل من ثنائي إيثيل الأثير. تمزج الطبقات العضوية وتغسل مرتين ب 15 مل من الماء ثم مرة واحدة بمحلول كلوريد الصوديوم المشبع 15 مل.

قم بإزالة آثار الماء من الطبقات العضوية المدمجة عن طريق إضافة ما يقرب من 1 جم من كبريتات الصوديوم ، ثم قم بتصفية المادة الصلبة وشطفها بثنائي إيثيل الأثير الإضافي. ركز الخليط تحت ضغط منخفض للحصول على المنتج. يجب أن يكون سائلا عديم اللون في المظهر.

والآن بعد أن رأينا مثالا على إجراء معملي، دعونا نرى بعض التطبيقات المفيدة ل n-butyllithium.

اللدائن هي نوع من البوليمرات لها خصائص شبيهة بالمطاط ، وهي مفيدة للعديد من أنواع المنتجات ، بما في ذلك المحركات العازلة. تعتبر الكمية التحفيزية من n-butyllithium مهمة في إنتاج البولي بوتادين ، على سبيل المثال ، عن طريق إضافة مايكل إلى إحدى مجموعتي الفينيل من 1،4-بوتادين ، والأنيون الناتج الذي يضيف إلى جزيء ثان من 1،4-بوتادين ، ويشكل ثلاثة منتجات إضافة محتملة.

مجموعات الفينيل والعطرية في المنتجات الطبيعية والأدوية الصيدلانية شائعة جدا. يتفاعل هاليدات الفينيل والأريل مع مكافئ مولاري من n-butyllithium في تبادل الليثيوم والهالوجين لتوليد الفينيل والليثيوم ، والتي يمكن أن تحل محل مجموعة المغادرة في محبة للكهرباء وتشكل رابطة كربون كربونية جديدة.

تطبيق شائع آخر ل n-butyllithium هو كقاعدة قوية لتوليد نووية الكربون. في تخليق الكلارينكس ، وهو دواء مضاد للهيستامين ، يتم استخدام مكافئين من n-butyllithium لإزالة بروتون من مشتق البيكولين ، مما يؤدي إلى توليد نوكليوفيل الكربون ، مما يؤدي إلى إزاحة المجموعة المتبقية في كلوريد البنزيل لإنشاء رابطة كربون كربونية جديدة. ثم يتم تحويل الأنواع الناتجة إلى كلارينكس في أربع خطوات.

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE عن المعايرة بالتحليل الحجمي n-Butyllithium وإضافة n-butyllithium إلى Benzaldehyde. يجب أن تفهم الآن مبادئ n-butyllithium ، وكيفية إجراء تجربة ، وبعض تطبيقاتها. شكرا للمشاهدة!