Un protocole pour la salubrité de lithiation Réactions Utilisation organolithium Réactifs

L’objectif global de ce protocole est d’effectuer une réaction de lithiation sûre et efficace à l’aide de réactifs organolithiens. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en chimie en permettant des transformations moléculaires sur des sites normalement complètement non réactifs sur des molécules comme les hydrocarbures. Ces techniques de sécurité sont particulièrement pertinentes dans le domaine de la chimie synthétique, car les individus peuvent avoir besoin de ces réactifs puissants pour une synthèse, mais être nerveux à l’idée de manipuler des matériaux pyrophoriques.

Les espèces d’organolithiens hautement réactives doivent être manipulées et stockées avec un soin particulier. Portez toujours des vêtements et des EPI appropriés pour un réactif pyrophorique et ne travaillez jamais seul dans le laboratoire. Avant de travailler avec un réactif organolithique, identifiez la douche de sécurité, la douche oculaire et l’extincteur du type approprié les plus proches.

Inspectez le capuchon et le sceau d’un réactif organolithienne avant chaque utilisation. Si des sels ou des matériaux corrosifs sont visibles sur le capuchon ou le joint, ajoutez lentement le réactif dans un bécher contenant huit à dix fois son volume de glace sèche à l’intérieur de la hotte. Travaillez toujours dans une capuche ou une boîte à gants propre et désencombrée.

Préparez tous les agents de trempe dans votre hotte avant de commencer à travailler avec un réactif organolithique. Le protocole lui-même est simple à exécuter. La partie délicate est la sécurité.

En ayant vos réactifs de rinçage et de trempe et vos dispositifs de sécurité en place à l’avance, ce n’est vraiment pas grave si quelque chose ne va pas. Si une réaction doit être interrompue, transférez lentement tout réactif organolithienne non utilisé dans le bécher de glace sèche préparé. Si le toluène ou l’isopropanol s’enflamme, couvrez le bécher avec un verre de montre pour étouffer les flammes.

Dans une hotte propre et désencombrée, préparez les quantités appropriées de matériaux de trempe et de béchers. Ensuite, placez 1,8 millilitres de tert-butylamine pure et un agitateur dans une fiole Schlenk de 25 millilitres bouchée d’un septum en caoutchouc. Ouvrez le ballon à l’aspirateur pendant une seconde pour dégazer le tert-butylamine.

Ensuite, fermez le vide et remplissez le ballon avec du gaz inerte. Répétez ce processus deux fois de plus, puis fermez le flacon. Pour préparer une couverture de gaz inerte, connectez-vous à un adaptateur en T et à une source de gaz inerte, à un barboteur d’huile et à un adaptateur de raccord Luer-Lock.

Connectez une aiguille d’un pouce de calibre 18 à l’adaptateur luer-lock. Fixez la couverture de gaz au-dessus de la fiole et purgez la conduite pendant cinq minutes. Réduisez le débit à environ un millilitre par seconde afin que seules quelques bulles apparaissent par seconde dans le barboteur d’huile.

Insérez l’aiguille de la couverture de gaz inerte dans le septum du ballon. Placez le ballon dans un bain de glace carbonique et d’acétone sur une plaque à mélanger et remuez doucement jusqu’à ce que la tert-butylamine ait refroidi. Fixez solidement une bouteille de tert-butyllithium à un support annulaire et retirez le capuchon extérieur et tous les matériaux d’étanchéité présents.

Ensuite, transférez l’aiguille de la couverture de gaz inerte dans la bouteille de tert-Butyllithium. Procurez-vous une seringue en verre de 20 millilitres ou plus avec un piston bien ajusté. Fixez une aiguille flexible de calibre 12 pouces 16 à la seringue.

Dirigez un léger flux de gaz inerte à travers un tuyau Shlenk séparé. Insérez l’extrémité de l’aiguille de la seringue dans le corps du tuyau. Tirez le piston vers l’intérieur et vers l’extérieur au moins cinq fois pour purger la seringue.

Appuyez à fond sur le piston avant de retirer la seringue du tuyau. Percez soigneusement le septum de la bouteille de tert-butyllithium et insérez l’aiguille dans le réactif liquide. Retirez délicatement le piston pour prélever un léger excès de réactif.

Sans retirer l’aiguille ni déranger le flacon, pointez soigneusement la seringue vers le haut en pliant l’aiguille. Expulsez doucement le gaz de l’espace de tête et l’excès de réactif dans le flacon de réactif. Redressez la seringue et laissez l’aiguille se détendre.

Ensuite, transférez l’aiguille de la couverture de gaz inerte dans la fiole à réactifs. Transférez la seringue et l’aiguille remplies dans le ballon de réaction de manière à ce que la pointe de l’aiguille soit bien au-dessus de la tert-butylamine en mouvement. Ajouter lentement le tert-butyllithium dans la fiole de réaction.

Ensuite, retirez la longue aiguille de la seringue de la fiole de réaction, en laissant l’aiguille de la couverture de gaz inerte en place. Aspirez le toluène du bécher dans la seringue pour diluer le résidu de tert-Butyllithium. Immergez la pointe de l’aiguille dans l’isopropanol et expulsez le mélange dilué.

Rincez la seringue au moins deux fois de plus avec de l’isopropanol pour nettoyer la seringue. Fermez le septum de la bouteille de réactif tert-butyllithium avec de la graisse et un film de laboratoire et bouchez la bouteille. Retirez le bain de glace carbonique et laissez le mélange réactionnel se réchauffer à température ambiante tout en remuant.

Une fois que la fiole s’est réchauffée à température ambiante, retirez l’aiguille de la couverture de gaz inerte. Conservez le ballon à réaction à moins 30 degrés Celsius pendant la nuit pour obtenir un précipité blanc de lithium tert-butylamide. Sous atmosphère inerte, filtrez la suspension et lavez la poudre avec du pentane froid.

Séchez la poudre sous vide. Préparez un bécher d’isopropanol et un bécher de glace sèche dans une hotte. Apportez tous les réactifs, l’équipement, la verrerie et un conteneur à déchets scellé dans une boîte à gants propre et désencombrée.

À l’intérieur de la boîte à gants, préparez une fiole de toluène. Inspectez le bouchon et le septum de la bouteille de tert-butyllithium, puis fixez la bouteille à l’aide d’un support à anneau. Retirez le capuchon extérieur.

Insérez solidement une aiguille de calibre 22 de 1,5 pouce dans une seringue en verre. Insérez la seringue et l’aiguille dans le flacon et prélevez un léger excès de tert-Butyllithium. Retournez la seringue et tenez une lingette en papier par l’aiguille.

Expulsez lentement le gaz de l’espace de tête en absorbant tout réactif liquide sur la lingette en papier. Retirez le bouchon d’une fiole contenant 1,8 millilitre de tert-butylamine pure et dégazée. Ajouter lentement le tert-Butyllithium en remuant.

Boucher le ballon et laisser refroidir le mélange à température ambiante. Pendant que le mélange réactionnel refroidit à température ambiante, aspirez le toluène dans la seringue pour diluer le résidu d’organolith. Placez la seringue remplie avec l’aiguille et tous les déchets de papier dans le récipient hermétique désigné et fermez le récipient.

Purgez la boîte à gants pendant 10 minutes. Conservez le flacon de réactif dans le congélateur de la boîte à gants. Une fois le mélange réactionnel refroidi, conservez le ballon à moins 30 degrés Celsius.

Le produit va encore précipiter pendant la nuit. Retirez le conteneur à déchets de la boîte à gants et transférez-le immédiatement dans une cagoule. Videz la seringue dans un bécher d’isopropanol et rincez plusieurs fois.

Le tert-butylamide de lithium a été synthétisé par lithiation de la tert-Buylamine avec le tert-butyllithium hautement réactif. La lithiation a été réalisée à la fois à petite échelle à l’aide de techniques Schlenk et dans une boîte à gants. La synthèse du produit a été confirmée par RMN des protons et cristallographie aux rayons X.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une ou deux heures si elle est exécutée correctement. Lorsque vous tentez cette procédure, il est important de ne pas oublier de planifier à l’avance, de travailler dans un espace propre et de préparer des dispositifs de sécurité avant de commencer la réaction. L’utilisation de réactifs organolithiens suscite une peur regrettable, car une mauvaise utilisation de ces réactifs a entraîné des brûlures graves et très rarement mortelles.

N’oubliez pas que les réactifs organolithiens peuvent être extrêmement dangereux et qu’il est très important de suivre toutes les procédures de sécurité que nous avons décrites et illustrées dans cette vidéo lors de la réalisation d’une réaction organolithienne. Merci d’avoir regardé, et bonne chance dans vos expériences.