有機リチウム試薬を用いて安全なリチウム化反応のためのプロトコル

このプロトコールの全体的な目標は、有機リチウム試薬を使用して安全で効果的なリチウム化反応を行うことです。この方法は、炭化水素のような分子の通常は完全に反応性のない場所での分子変換を可能にすることにより、化学の重要な質問に答えるのに役立ちます。これらの安全技術は、合成のためにこれらの強力な試薬を必要とする個人がいてもよいが、自然発火性材料の取り扱いには神経質になる可能性があるため、合成化学の分野に特に関連します。

反応性の高い有機リチウム種は、特別な注意を払って取り扱い、保管する必要があります。自然発火性試薬には、常に適切な服装とPPEを着用し、研究室で一人で作業しないでください。有機リチウム試薬を使用する前に、適切なタイプの最寄りの安全シャワー、洗眼ステーション、および消火器を特定してください。

有機リチウム試薬のキャップとシールは、使用前に毎回点検してください。キャップやシールに塩分や腐食性物質が見られる場合は、ヒュームフード内のドライアイスにその8〜10倍の容量が入ったビーカーに試薬をゆっくりと加えます。常に清潔で整理整頓されたフードやグローブボックスで作業してください。

有機リチウム試薬の使用を開始する前に、ヒュームフード内のすべての焼入れ剤を準備してください。実際のプロトコル自体は簡単に実行できます。厄介な部分は安全性です。

リンス試薬とクエンチ試薬、フェイルセーフを事前に設置しておけば、何か問題が発生した場合でも大したことではありません。反応を中止する必要がある場合は、未使用の有機リチウム試薬を調製したドライアイスのビーカーにゆっくりと移します。トルエンまたはイソプロパノールが発火した場合は、ビーカーを時計のガラスで覆って炎を窒息させます。

清潔で整理整頓されたフードに、適切な量の焼入れ材とビーカーを準備します。次に、1.8ミリリットルのきちんとしたtert-ブチルアミンと攪拌棒を、ゴム製のセプタムで栓をした25ミリリットルのシュレンクフラスコに入れます。フラスコを真空に1秒間開き、tert-ブチルアミンのガスを抜きます。

次に、バキュームを閉じ、フラスコを不活性ガスで埋め戻します。このプロセスをさらに2回繰り返してから、フラスコを閉じます。不活性ガスブランケットを準備するには、Tアダプターと不活性ガス源、オイルバブラー、およびルアーロックフィッティングアダプターに接続します。

1インチの18ゲージ針をルアーロックアダプターに接続します。ガスブランケットをフラスコの上に固定し、ラインを5分間パージします。流量を毎秒約1ミリリットルに減らして、オイルバブラーに毎秒数個の泡しか現れないようにします。

不活性ガスブランケット針をフラスコの中隔に挿入します。フラスコをドライアイスとアセトン浴に入れ、攪拌板に置き、tert-ブチルアミンが冷えるまで穏やかに攪拌します。tert-ブチルリチウムのボトルをリングスタンドにしっかりと固定し、アウターキャップと存在するシーリング材をすべて取り外します。

次に、不活性ガスブランケット針をtert-ブチルリチウムボトルに移します。20ミリリットル以上のガラス製シリンジと、しっかりとフィットするプランジャーを用意してください。柔軟な12インチ16ゲージの針をシリンジに取り付けます。

別のシュレンクホースを介して不活性ガスの穏やかな流れを導きます。シリンジ針の先端をホースのバレルに挿入します。プランジャーを少なくとも5回出し入れして、シリンジをパージします。

シリンジをホースから引き抜く前に、プランジャーを完全に押し下げてください。tert-ブチルリチウムボトルセプタムを慎重に突き刺し、針を液体試薬に挿入します。プランジャーを静かに引き出して、試薬をわずかに過剰に引き出します。

針を抜いたり、ボトルを乱したりしないように、針を曲げてシリンジを慎重に上に向けます。.ヘッドスペースガスと余分な試薬を試薬ボトルに静かに排出します。.シリンジを右に置き、針をリラックスさせます。

次に、不活性ガスブランケット針を試薬フラスコに戻します。充填されたシリンジと針を反応フラスコに移し、針の先端が攪拌するtert-ブチルアミンの上にしっかりとくるようにします。tert-ブチルリチウムを反応フラスコにゆっくりと加えます。

次に、反応フラスコから長いシリンジ針を取り外し、不活性ガスブランケット針を所定の位置に残します。ビーカーからトルエンをシリンジに引き込み、tert-ブチルリチウム残基を希釈します。針先をイソプロパノールに浸し、希薄な混合物を排出します。.

シリンジをイソプロパノールで少なくともさらに2回すすいで、シリンジを清掃します。.tert-ブチルリチウム試薬ボトルの中隔をグリースと実験用フィルムで密封し、ボトルにキャップをします。ドライアイス浴を取り出し、攪拌しながら反応混合物を室温まで温めます。

フラスコが室温に温まったら、不活性ガスブランケット針を取り外します。反応フラスコをマイナス30°Cで一晩保存し、リチウムtert-ブチルアミドの白色沈殿物を得る。不活性雰囲気下で、懸濁液をろ過し、粉末を冷たいペンタンで洗浄します。

粉末を真空下で乾燥させます。フードにイソプロパノールのビーカーとドライアイスのビーカーを準備します。必要なすべての試薬、機器、ガラス器具、密封された廃棄物容器を清潔で整理整頓されたグローブボックスに持って行きます。

グローブボックスの内側に、トルエンのバイアルを準備します。tert-ブチルリチウムボトルのキャップとセプタムを点検し、リングスタンドでボトルを固定します。アウターキャップを取り外します。

1.5インチの22ゲージの針をガラスシリンジにしっかりとはめ込みます。シリンジと針をボトルに挿入し、わずかに過剰なtert-ブチルリチウムを抜きます。.シリンジを反転させ、紙のワイプを針で持ちます。

ペーパーワイプ上の液体試薬を吸収するヘッドスペースガスをゆっくりと排出します。1.8ミリリットルのきちんとした脱気tert-ブチルアミンが入ったフラスコからストッパーを取り外します。攪拌しながらtert-ブチルリチウムをゆっくりと加えます。

フラスコを止め、混合物を室温まで冷まします。反応混合物が室温まで冷却される間に、トルエンをシリンジに引き込み、有機リチウム残渣を希釈します。針と紙くずが入った充填されたシリンジを指定された気密性廃棄物容器に入れ、容器を密封します。

グローブボックスを10分間パージします。試薬ボトルはグローブボックス冷凍庫に保管してください。反応混合物が冷えたら、フラスコをマイナス30°Cで保管します。

製品は一晩でさらに沈殿します。グローブボックスから廃棄物容器を取り出し、すぐにフードに移します。シリンジをイソプロパノールのビーカーに空にし、数回すすぎます。

リチウムtert-ブチルアミドは、tert-ブイラミンと高反応性のtert-ブチルリチウムとのリチウム化によって合成されました。リチエーションは、シュレンク技術を使用した小規模とグローブボックスの両方で行われました。生成物の合成は、陽子NMRおよびX線結晶構造解析によって確認されました。

このテクニックを習得すると、正しく実行すれば1時間または2時間で完了できます。この手順を試みる際には、反応を開始する前に、事前に計画を立て、清潔な場所で作業し、フェイルセーフを準備することを忘れないでください。有機リチウム試薬の使用をめぐっては、残念ながら多くの恐怖が広がっていますが、これは、これらの試薬の誤用が重度で、ごくまれに致命的な火傷を負う結果となっているからです。

有機リチウム試薬は非常に危険である可能性があり、有機リチウム反応を行う際には、このビデオで概説および示されているすべての安全手順に従うことが非常に重要であることを忘れないでください。ご覧いただきありがとうございます、そしてあなたの実験に頑張ってください。