Titulación de n-butilitio

El N-butilitio, abreviado n-BuLi, es un reactivo de organolitio que se utiliza con frecuencia como base fuerte o como nucleófilo.

El N-butilitio está disponible comercialmente como solución en alcanos como el hexano o el heptano. Estas soluciones son estables cuando se almacenan correctamente, pero aún se degradan con el envejecimiento y la exposición al agua o al oxígeno.

Cuando se utiliza una solución de n-butillitio para preparar diisopropilamida de litio, otro tipo de base fuerte, es esencial que se utilice una cantidad precisa en la reacción. Por esta razón, se deben realizar experimentos de valoración antes de cada uso.

Este video ilustrará los principios del n-butillitio, un procedimiento para la valoración de una solución de n-butillitio y su uso en una reacción química, y varias aplicaciones.

El N-butilitio, una cadena de cuatro carbonos con un enlace carbono-litio en un extremo, se utiliza como una base fuerte de Br?nsted y en reacciones de intercambio de litio-halógeno, pero también se puede utilizar como nucleófilo o como iniciador de polimerización en la producción de elastómeros.

Para la mayoría de los experimentos, solo se debe agregar un ligero exceso molar de n-butilitio a la mezcla de reacción. La adición de muy poco reactivo dará lugar a una reacción incompleta, y la adición de un exceso demasiado grande puede dar lugar a productos secundarios no deseados. La cantidad precisa de solución de n-butillilitio que se debe agregar se calcula realizando un experimento de titulación con ácido difenilacético.

Ahora que hemos discutido los principios del n-butillitio, veamos un procedimiento para la valoración de una solución de n-butillitio y para su uso en una reacción química.

Primero, enfríe a temperatura ambiente un matraz de fondo redondo de 20 ml secado al fuego y una barra agitadora bajo una atmósfera de nitrógeno, luego agregue ácido difenilacético y 5 ml de tetrahidrofurano anhidro.

Utilizando una jeringa de vidrio graduada de 2 mL provista de una aguja, extraiga 2 mL de solución molar de 1,6 mL de n-butillitio en hexanos, que se encuentra bajo una atmósfera de nitrógeno. A continuación, introduzca la aguja en el matraz que contiene ácido difenilacético. Mientras revuelve, agregue la solución de n-butillilitio gota a gota al contenido del matraz, que debe volverse amarillo y luego volver a incoloro.

Continúe agregando la solución de n-butillitio hasta que persista el color amarillo intenso, lo que indica que se ha alcanzado el punto final. Anote la cantidad de n-butillilitio que se ha agregado y divida 1.18, que es el número de milimoles de ácido difenilacético, por este número para calcular la concentración molar real.

Ahora que hemos calculado la concentración real de la solución de n-butillitio, estamos listos para usarla en un experimento. Enfríe a temperatura ambiente un matraz de fondo redondo de 100 ml secado al llama y agite la barra bajo una atmósfera de nitrógeno, luego agregue benzaldehído en 20 ml de tetrahidrofurano anhidro. Revuelva el contenido a -78 grados centígrados en un baño de hielo seco / acetona.

Añada n-butillitio gota a gota al matraz.

Luego, usando cromatografía en capa fina, controle el consumo de benzaldehído. Una vez completada la reacción, retire el matraz del baño frío y deje que alcance la temperatura ambiente. A continuación, agregue 10 ml de cloruro acuoso de amonio saturado para apagar la reacción. A continuación, extraiga la capa acuosa dos veces con 25 ml de éter dietílico. Combine las capas orgánicas y lave dos veces con 15 ml de agua y luego una vez con 15 ml de solución de cloruro de sodio saturado.

Elimine los rastros de agua de las capas orgánicas combinadas agregando aproximadamente 1 g de sulfato de sodio, luego filtre el sólido y enjuague con éter dietílico adicional. Concentrar la mezcla a presión reducida para obtener el producto. Debe ser un líquido incoloro en apariencia.

Ahora que hemos visto un ejemplo de procedimiento de laboratorio, veamos algunas aplicaciones útiles del n-butillitio.

Los elastómeros son un tipo de polímero que tiene propiedades similares al caucho y son útiles para muchos tipos de productos, incluidos los actuadores dieléctricos. Una cantidad catalítica de n-butillitio es importante en la producción de polibutadieno, por ejemplo, mediante la adición de Michael a uno de los dos grupos de vinilo de 1,4-butadieno, y la adición del anión resultante a una segunda molécula de 1,4-butadieno, formando tres posibles productos de adición.

Los vinilos y los grupos aromáticos en productos naturales y medicamentos farmacéuticos son muy comunes. Los haluros de vinilo y arilo reaccionan con un equivalente molar de n-butillitio en un intercambio de litio-halógeno para generar vinilo y arillitio, que pueden desplazar a un grupo saliente en un electrófilo y formar un nuevo enlace carbono-carbono.

Otra aplicación común del n-butillitio es como una base fuerte de Br?nsted para generar un nucleófilo de carbono. En la síntesis de clarinex, un fármaco antihistamínico, se utilizan dos equivalentes de n-butillitio para eliminar un protón de un derivado de la picolina, generando un nucleófilo de carbono, que desplaza al grupo saliente en un cloruro de bencilo para crear un nuevo enlace carbono-carbono. La especie resultante se convierte en clarinex en cuatro pasos.

Acabas de ver la introducción de JoVE a la valoración de n-butillitio y la adición de n-butillitio al benzaldehído. Ahora debe comprender los principios del n-butilitio, cómo realizar un experimento y algunas de sus aplicaciones. ¡Gracias por mirar!