Un protocollo per reazioni sicuro litiazione Utilizzando organolitio Reagenti

L'obiettivo generale di questo protocollo è eseguire una reazione di litiazione sicura ed efficace utilizzando reagenti organolitio. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in chimica consentendo trasformazioni molecolari in siti normalmente completamente non reattivi su molecole come gli idrocarburi. Queste tecniche di sicurezza sono particolarmente rilevanti per il campo della chimica sintetica perché gli individui possono aver bisogno di questi potenti reagenti per una sintesi, ma essere nervosi nel maneggiare materiali piroforici.

Le specie di organolitio altamente reattive devono essere maneggiate e conservate con particolare cura. Indossare sempre indumenti e DPI adeguati per un reagente piroforico e non lavorare mai in laboratorio da soli. Prima di lavorare con un reagente organolitio, identificare la doccia di sicurezza, la stazione di lavaggio oculare e l'estintore del tipo appropriato più vicini.

Ispezionare il tappo e il sigillo di un reagente organolitio prima di ogni utilizzo. Se sul tappo o sulla guarnizione sono visibili sali o materiali corrosivi, aggiungere lentamente il reagente a un becher contenente da otto a 10 volte il suo volume in ghiaccio secco all'interno della cappa aspirante. Lavorare sempre in un cofano o in un vano portaoggetti pulito e ordinato.

Preparare tutti gli agenti di tempra nella cappa aspirante prima di iniziare a lavorare con un reagente organolitio. Il protocollo stesso è semplice da eseguire. La parte difficile è la sicurezza.

Avendo i reagenti di risciacquo e spegnimento e i sistemi di sicurezza in anticipo non è un grosso problema se qualcosa va storto. Se una reazione deve essere interrotta, trasferire lentamente l'eventuale reagente organolitio inutilizzato nel becher di ghiaccio secco preparato. Se il toluene o l'isopropanolo prendono fuoco, coprire il becher con un vetro d'orologio per soffocare le fiamme.

In una cappa pulita e riordinata, preparare la quantità appropriata di materiali di tempra e becher. Quindi, mettere 1,8 millilitri di terz-butilammina pura e una barra di agitazione in un pallone Schlenk da 25 millilitri chiuso con un setto di gomma. Aprire il pallone al vuoto per un secondo per degassare la terz-butilammina.

E poi chiudere il vuoto e riempire nuovamente il pallone con gas inerte. Ripetere questo processo altre due volte, quindi chiudere il pallone. Per preparare una coperta di gas inerte, collegare a un adattatore a T e a una fonte di gas inerte, un gorgogliatore d'olio e un adattatore per raccordo luer-lock.

Collegare un ago da 18 pollici all'adattatore luer-lock. Fissare la coperta di gas sopra il pallone e spurgare la linea per cinque minuti. Diminuire la portata a circa un millilitro al secondo in modo che appaiano solo poche bolle al secondo nel gorgogliatore dell'olio.

Inserire l'ago della coperta di gas inerte nel setto del pallone. Mettere il pallone in un bagno di ghiaccio secco e acetone su una piastra di agitazione e mescolare delicatamente fino a quando la terz-butilammina non si sarà raffreddata. Fissare saldamente una bottiglia di terz-butillitio a un supporto ad anello e rimuovere il tappo esterno e gli eventuali materiali di tenuta presenti.

Quindi, trasferire l'ago della coperta di gas inerte nella bottiglia di terz-butillitio. Procurarsi una siringa di vetro da 20 millilitri o più grande con uno stantuffo ben aderente. Collegare un ago flessibile da 12 pollici calibro 16 alla siringa.

Dirigere un flusso delicato di gas inerte attraverso un tubo Shlenk separato. Inserire la punta dell'ago della siringa nel cilindro del tubo. Tirare lo stantuffo dentro e fuori almeno cinque volte per spurgare la siringa.

Premere completamente lo stantuffo prima di estrarre la siringa dal tubo. Forare con cautela il setto del flacone di terz-butillitio e inserire l'ago nel reagente liquido. Estrarre delicatamente lo stantuffo per aspirare un leggero eccesso di reagente.

Senza rimuovere l'ago o disturbare il flacone, puntare con cautela la siringa verso l'alto piegando l'ago. Espellere delicatamente il gas dello spazio di testa e il reagente in eccesso nel flacone del reagente. Raddrizzare la siringa e lasciare che l'ago si rilassi.

Quindi, trasferire nuovamente l'ago della coperta di gas inerte nel pallone dei reagenti. Trasferire la siringa e l'ago pieni nel pallone di reazione in modo che la punta dell'ago sia saldamente sopra la terz-butilammina in agitazione. Aggiungere lentamente il terz-butillitio al pallone di reazione.

Quindi, rimuovere l'ago della siringa lunga dal pallone di reazione, lasciando in posizione l'ago della coperta di gas inerte. Aspirare il toluene dal becher nella siringa per diluire il residuo di terz-butillitio. Immergere la punta dell'ago nell'isopropanolo ed espellere la miscela diluita.

Sciacquare la siringa almeno altre due volte con isopropanolo per pulire la siringa. Sigillare il setto del flacone del reagente terz-butillitio con grasso e pellicola da laboratorio e tappare il flacone. Togliere il bagno di ghiaccio secco e lasciare che la miscela di reazione si riscaldi a temperatura ambiente mescolando.

Una volta che il pallone si è riscaldato a temperatura ambiente, rimuovere l'ago della coperta di gas inerte. Conservare il pallone di reazione a una temperatura di 30 gradi Celsius negativi per una notte per ottenere un precipitato bianco di terz-butilamide di litio. In atmosfera inerte, filtrare la sospensione e lavare la polvere con pentano freddo.

Asciugare la polvere sotto vuoto. Preparare un becher di isopropanolo e un becher di ghiaccio secco in una cappa. Porta tutti i reagenti, le attrezzature, la vetreria e un contenitore per rifiuti sigillato in una scatola portaoggetti pulita e ordinata.

All'interno del vano portaoggetti, preparare una fiala di toluene. Ispezionare il tappo e il setto del flacone di terz-butillitio, quindi fissare il flacone con un supporto ad anello. Rimuovere il tappo esterno.

Inserire saldamente un ago da 1,5 pollici calibro 22 in una siringa di vetro. Inserire la siringa e l'ago nel flacone e prelevare un leggero eccesso di terz-butillitio. Capovolgere la siringa e tenere un panno di carta per l'ago.

Espellere lentamente il gas dello spazio di testa assorbendo qualsiasi reagente liquido sulla salvietta di carta. Rimuovere il tappo da un pallone contenente 1,8 millilitri di terz-butilammina pura e degassata. Aggiungere lentamente il terz-butillitio mescolando.

Tappare il pallone e lasciare raffreddare il composto a temperatura ambiente. Mentre la miscela di reazione si raffredda a temperatura ambiente, aspirare il toluene nella siringa per diluire il residuo di organolitio. Posizionare la siringa piena con l'ago e gli eventuali rifiuti di carta nell'apposito contenitore ermetico e sigillare il contenitore.

Spurgare il vano portaoggetti per 10 minuti. Conservare il flacone del reagente nel congelatore a guanti. Una volta che la miscela di reazione si è raffreddata, conservare il pallone a una temperatura negativa di 30 gradi Celsius.

Il prodotto precipiterà ulteriormente durante la notte. Rimuovere il contenitore dei rifiuti dal vano portaoggetti e trasferirlo immediatamente su una cappa. Svuotare la siringa in un becher di isopropanolo e risciacquare più volte.

La terz-butilamide di litio è stata sintetizzata dalla litiazione della terz-buylammina con la terz-butillitio altamente reattiva. La litiazione è stata eseguita sia su piccola scala con tecniche Schlenk, sia in una scatola a guanti. La sintesi del prodotto è stata confermata dalla risonanza magnetica protonica e dalla cristallografia a raggi X.

Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in una o due ore se eseguita correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di pianificare in anticipo, lavorare in uno spazio pulito e preparare i dispositivi di sicurezza prima di iniziare la reazione. C'è una sfortunata quantità di paura che circonda l'uso di reagenti organolitio perché l'uso improprio di questi reagenti ha provocato ustioni gravi e molto raramente fatali.

Non dimenticare che i reagenti all'organolitio possono essere estremamente pericolosi ed è molto importante seguire tutte le procedure di sicurezza che abbiamo delineato e illustrato in questo video quando si esegue una reazione all'organolitio. Grazie per aver guardato e buona fortuna con i tuoi esperimenti.