유기 리튬 시약을 사용하여 안전 리튬 화의 반응을위한 프로토콜

이 프로토콜의 전반적인 목표는 유기리튬 시약을 사용하여 안전하고 효과적인 리튬화 반응을 수행하는 것입니다. 이 방법은 탄화수소와 같은 분자에 대해 일반적으로 완전히 반응하지 않는 부위에서 분자 변형을 허용함으로써 화학의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 안전 기술은 개인이 합성을 위해 이러한 강력한 시약이 필요할 수 있지만 발화성 물질을 취급하는 데 신경을 쓸 수 있기 때문에 합성 화학 분야와 특히 관련이 있습니다.

반응성이 높은 유기 리튬 종은 특별한 주의를 기울여 취급하고 보관해야 합니다. 발화성 시약에 적합한 의복과 PPE를 항상 착용하고 실험실에서 혼자 작업하지 마십시오. 유기리튬 시약으로 작업하기 전에 가장 가까운 안전 샤워기, 눈 세척 스테이션 및 적절한 유형의 소화기를 확인하십시오.

매번 사용하기 전에 유기 리튬 시약의 뚜껑과 밀봉을 검사하십시오. 캡이나 씰에 염분 또는 부식성 물질이 보이면 흄 후드 내의 드라이아이스 부피의 8-10배가 들어 있는 비커에 시약을 천천히 첨가하십시오. 항상 깨끗하고 정돈된 후드나 글로브 박스에서 작업하십시오.

유기 리튬 시약으로 작업을 시작하기 전에 흄 후드에 모든 담금질제를 준비하십시오. 실제 프로토콜 자체는 간단하게 수행할 수 있습니다. 까다로운 부분은 안전입니다.

헹굼 및 담금질 시약과 안전 장치를 미리 제자리에 두면 문제가 발생하더라도 큰 문제가 되지 않습니다. 반응을 중단해야 하는 경우 사용하지 않은 유기 리튬 시약을 준비된 드라이아이스 비커로 천천히 옮깁니다. 톨루엔 또는 이소프로판올에 불이 붙으면 비커를 시계 유리로 덮어 불을 끄십시오.

깨끗하고 깔끔한 후드에 적절한 양의 담금질 재료와 비커를 준비하십시오. 그런 다음 1.8ml의 깔끔한 tert-부틸아민과 교반 막대를 고무 격막이 있는 25ml 슐렝크 플라스크에 넣습니다. 플라스크를 진공 상태로 1초 동안 열어 tert-부틸아민의 가스를 제거합니다.

그런 다음 진공 청소기를 닫고 플라스크를 불활성 가스로 다시 채웁니다. 이 과정을 두 번 더 반복한 다음 플라스크를 닫습니다. 불활성 가스 블랭킷을 준비하려면 T 어댑터와 불활성 가스 소스, 오일 버블러 및 루어락 피팅 어댑터에 연결합니다.

1인치 18게이지 바늘을 루어락 어댑터에 연결합니다. 플라스크 위에 가스 담요를 고정하고 5분 동안 라인을 퍼지합니다. 오일 버블러에 초당 몇 개의 기포만 나타나도록 유속을 초당 약 1밀리리터로 줄입니다.

불활성 가스 블랭킷 바늘을 플라스크의 격막에 삽입합니다. 플라스크를 드라이 아이스와 아세톤 욕조에 넣고 교반 플레이트에 놓고 tert-Butylamine이 식을 때까지 부드럽게 저어줍니다. 단단히 clamp tert-Butyllithium 병을 링 스탠드에 넣고 외부 캡과 존재하는 밀봉 재료를 제거합니다.

그런 다음 불활성 가스 블랭킷 바늘을 tert-Butyllithium 병으로 옮깁니다. 단단히 고정되는 플런저가 있는 20ml 이상의 유리 주사기를 구하십시오. 유연한 12인치 16게이지 바늘을 주사기에 부착합니다.

별도의 Shlenk 호스를 통해 불활성 가스의 부드러운 흐름을 지시합니다. 주사기 바늘 끝을 호스 배럴에 삽입합니다. 플런저를 최소 5회 안팎으로 당겨 주사기를 퍼지합니다.

호스에서 주사기를 빼기 전에 플런저를 완전히 누르십시오. tert-Butyllithium 병 격막을 조심스럽게 뚫고 바늘을 액체 시약에 삽입합니다. 플런저를 부드럽게 당겨 약간의 시약을 끌어냅니다.

바늘을 제거하거나 병을 방해하지 말고 바늘을 구부려 주사기를 조심스럽게 위쪽으로 향하게 합니다. 헤드스페이스 가스와 과도한 시약을 시약 병으로 부드럽게 배출합니다. 주사기를 바로 잡고 바늘이 이완되도록 합니다.

그런 다음 불활성 가스 블랭킷 바늘을 시약 플라스크로 다시 옮깁니다. 채워진 주사기와 바늘을 반응 플라스크로 옮겨 바늘 끝이 교반 tert-부틸아민 위에 단단히 놓이도록 합니다. 반응 플라스크에 tert-Butyllithium을 천천히 첨가합니다.

그런 다음 반응 플라스크에서 긴 주사기 바늘을 제거하고 불활성 가스 블랭킷 바늘은 제자리에 둡니다. 비커에서 톨루엔을 주사기로 끌어당겨 tert-부틸리튬 잔류물을 희석합니다. 바늘 끝을 이소프로판올에 담그고 묽은 혼합물을 배출합니다.

주사기를 이소프로판올로 최소 2회 더 헹구어 주사기를 청소합니다. tert-Butyllithium 시약 병의 격막을 그리스와 실험실 필름으로 밀봉하고 병을 덮습니다. 드라이 아이스 수조를 제거하고 교반하는 동안 반응 혼합물을 실온으로 예열합니다.

플라스크가 실온으로 따뜻해지면 불활성 가스 담요 바늘을 제거합니다. 반응 플라스크를 섭씨 영하 30도에서 하룻밤 동안 보관하여 리튬 tert-부틸아미드의 흰색 침전물을 얻습니다. 불활성 대기권의 밑에, 현탁액을 거르고 찬 pentane로 분말을 세척하십시오.

진공 상태에서 분말을 건조시킵니다. 후드에 이소프로판올 비커와 드라이아이스 비커를 준비합니다. 필요한 모든 시약, 장비, 유리 제품 및 밀봉된 폐기물 용기를 깨끗하고 깔끔한 글러브 박스에 넣습니다.

글로브 박스 안에 톨루엔 바이알을 준비합니다. tert-Butyllithium 병의 뚜껑과 격막을 검사한 다음 링 스탠드로 병을 고정합니다. 외부 캡을 제거합니다.

1.5인치 22게이지 바늘을 유리 주사기에 단단히 끼웁니다. 주사기와 바늘을 병에 삽입하고 약간의 tert-Butyllithium을 빼냅니다. 주사기를 뒤집고 바늘로 종이 닦음을 잡습니다.

종이 닦음에 액체 시약을 흡수하는 헤드 스페이스 가스를 천천히 배출합니다. 1.8ml의 깔끔하고 가스가 제거된 tert-부틸아민이 들어 있는 플라스크에서 마개를 제거합니다. 저어주면서 tert-부틸리튬을 천천히 첨가합니다.

플라스크를 마개로 하고 혼합물을 실온으로 식히십시오. 반응 혼합물이 실온으로 냉각되는 동안 톨루엔을 주사기로 끌어당겨 유기 리튬 잔류물을 희석합니다. 바늘과 종이 찌꺼기가 채워진 주사기를 지정된 밀폐 쓰레기통에 넣고 용기를 밀봉합니다.

글로브 박스를 10분 동안 닦습니다. 시약 병을 글로브 박스 냉동고에 보관하십시오. 반응 혼합물이 냉각되면 플라스크를 섭씨 영하 30도에서 보관하십시오.

생성물은 밤새 더 침전됩니다. 글로브 박스에서 쓰레기통을 제거하고 즉시 후드에 옮깁니다. 주사기를 이소프로판올 비커에 넣고 여러 번 헹굽니다.

리튬 tert-부틸아미드는 tert-부일아민과 반응성이 높은 tert-부틸리튬의 리튬화에 의해 합성되었습니다. 리튬화는 슐렝크(Schlenk) 기법을 사용한 소규모와 글로브 박스(glove box)에서 모두 수행되었습니다. 생성물의 합성은 양성자 NMR 및 X선 결정학에 의해 확인되었다.

이 기술을 숙달하면 올바르게 수행하면 한두 시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 반응을 시작하기 전에 미리 계획하고, 깨끗한 공간에서 작업하고, 안전 장치를 준비하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 유기 리튬 시약의 사용을 둘러싼 불행한 두려움이 있는데, 이러한 시약의 오용은 심각하고 드물게 치명적인 화상을 초래했기 때문입니다.

유기 리튬 시약은 매우 위험할 수 있으며, 유기 리튬 반응을 수행할 때 이 비디오에서 설명하고 설명한 모든 안전 절차를 따르는 것이 매우 중요하다는 것을 잊지 마십시오. 시청해 주셔서 감사드리며, 여러분의 실험에 행운을 빕니다.