Protokół bezpiecznych reakcji litucji z użyciem odczynników litoorganicznych

Ogólnym celem tego protokołu jest przeprowadzenie bezpiecznej i skutecznej reakcji litacji przy użyciu odczynników litoorganicznych. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w chemii, umożliwiając przemiany molekularne w normalnie całkowicie niereaktywnych miejscach na cząsteczkach takich jak węglowodory. Te techniki bezpieczeństwa są szczególnie istotne w dziedzinie chemii syntetycznej, ponieważ osoby mogą potrzebować tych silnych odczynników do syntezy, ale muszą się denerwować obchodzeniem się z materiałami piroforycznymi.

Z wysoce reaktywnymi organolitowymi gatunkami litu należy obchodzić się i przechowywać je ze szczególną ostrożnością. Zawsze noś odpowiednią odzież i środki ochrony osobistej do odczynnika piroforycznego i nigdy nie pracuj sam w laboratorium. Przed rozpoczęciem pracy z odczynnikiem z litu organicznego zidentyfikuj najbliższy prysznic bezpieczeństwa, stację do przemywania oczu i gaśnicę odpowiedniego typu.

Przed każdym użyciem sprawdź nasadkę i uszczelkę odczynnika z litu organicznego. Jeśli na nasadce lub uszczelce widoczne są sole lub materiały, powoli dodawać odczynnik do zlewki zawierającej od 8 do 10 razy więcej objętości w suchym lodzie w dygestorium. Zawsze pracuj w czystym, uporządkowanym kapturze lub schowku na rękawiczki.

Przygotuj wszystkie środki hartownicze w dygestoriach przed rozpoczęciem pracy z odczynnikiem z litu organicznego. Sam protokół jest prosty do wykonania. Najtrudniejszą częścią jest bezpieczeństwo.

Dzięki temu, że odczynniki do płukania i gaszenia oraz zabezpieczenia przed awarią są na miejscu, to naprawdę nic wielkiego, jeśli coś pójdzie nie tak. Jeśli reakcja musi zostać przerwana, powoli przenieś niewykorzystany odczynnik litoorganiczny do przygotowanej zlewki z suchym lodem. Jeśli toluen lub izopropanol zapali się, przykryj zlewkę szkiełkiem zegarkowym, aby zdusić płomienie.

W czystym, uporządkowanym kapturze przygotuj odpowiednie ilości materiałów hartowniczych i zlewek. Następnie umieść 1,8 mililitra czystej tert-butyloaminy i mieszadła w 25-mililitrowej kolbie Schlenka zakorkowanej gumową przegrodą. Otworzyć kolbę do próżni na jedną sekundę w celu odgazowania tert-butyloaminy.

A następnie zamknij próżnię i napełnij kolbę gazem obojętnym. Powtórzyć ten proces jeszcze dwa razy, a następnie zamknąć kolbę. Aby przygotować koc z gazem obojętnym, podłącz do adaptera T i źródła gazu obojętnego, bełkotki olejowej i adaptera mocującego luer-lock.

Podłącz jednocalową igłę o rozmiarze 18 do adaptera luer-lock. Zabezpiecz osłonę gazową nad kolbą i przeczyść przewód przez pięć minut. Zmniejsz natężenie przepływu do około jednego mililitra na sekundę, aby w bełkotce oleju pojawiało się tylko kilka pęcherzyków na sekundę.

Wprowadzić igłę z kocem z gazem obojętnym do przegrody kolby. Umieścić kolbę w kąpieli z suchym lodem i acetonem na płytce mieszającej i delikatnie mieszać, aż tert-butyloamina ostygnie. Bezpiecznie clamp butelkę tert-butyllitu do stojaka pierścieniowego i zdejmij zewnętrzną nakrętkę i wszelkie obecne materiały uszczelniające.

Następnie przenieść igłę z kocem z gazem obojętnym do butli z tert-butylolitem. Zaopatrzyć się w szklaną strzykawkę o pojemności 20 mililitrów lub większej z bezpiecznie dopasowanym tłokiem. Do strzykawki przymocować elastyczną igłę o rozmiarze 12 cali i rozmiarze 16.

Skierować delikatny strumień gazu obojętnego przez oddzielny wąż Shlenk. Włożyć końcówkę igły strzykawki do cylindra węża. Wciągnąć i wyjąć tłok co najmniej pięć razy, aby oczyścić strzykawkę.

Wcisnąć całkowicie tłok przed wyjęciem strzykawki z węża. Ostrożnie przekłuć przegrodę butelki tert-butylolitu i włożyć igłę do płynnego odczynnika. Delikatnie wyjąć tłok, aby pobrać niewielki nadmiar odczynnika.

Nie wyjmując igły ani nie naruszając butelki, należy ostrożnie skierować strzykawkę do góry, zginając igłę. Delikatnie wyrzuć gaz z przestrzeni nad głową i nadmiar odczynnika do butelki z odczynnikiem. Ustawić strzykawkę w pozycji prawej i pozwolić, aby igła się rozluźniła.

Następnie przenieść igłę z kocem z gazem obojętnym z powrotem do kolby z odczynnikiem. Przenieść napełnioną strzykawkę i igłę do kolby reakcyjnej tak, aby końcówka igły znajdowała się bezpiecznie powyżej mieszającej tert-butyloaminy. Powoli dodawać tert-butyllit do kolby reakcyjnej.

Następnie wyjąć długą igłę strzykawki z kolby reakcyjnej, pozostawiając igłę z kocem z gazem obojętnym na miejscu. Pobrać toluen ze zlewki do strzykawki w celu rozcieńczenia pozostałości tert-butylolitu. Zanurzyć końcówkę igły w izopropanolu i usunąć rozcieńczoną mieszaninę.

Przepłukać strzykawkę jeszcze co najmniej dwa razy izopropanolem w celu oczyszczenia strzykawki. Uszczelnij przegrodę butelki z odczynnikiem tert-butylolitu smarem i folią laboratoryjną, a następnie zakręć butelkę. Usunąć suchą łaźnię lodową i mieszając, pozostawić mieszaninę reakcyjną do ogrzania do temperatury pokojowej.

Gdy kolba ogrzeje się do temperatury pokojowej, usunąć igłę z kocem z gazem obojętnym. Kolbę reakcyjną przechowywać przez noc w temperaturze ujemnej 30 stopni Celsjusza, aby uzyskać biały osad tert-butyloamidu litu. W obojętnej atmosferze przefiltrować zawiesinę i przemyć proszek zimnym pentanem.

Wysuszyć proszek w próżni. Przygotuj zlewkę z izopropanolem i zlewkę z suchym lodem w kapturze. Przynieś wszystkie potrzebne odczynniki, sprzęt, szkło i szczelny pojemnik na odpady do czystego, uporządkowanego schowka na rękawiczki.

Wewnątrz schowka na rękawiczki przygotować fiolkę z toluenem. Sprawdź nakrętkę i przegrodę butelki z tert-butylolitem, a następnie zabezpiecz butelkę stojakiem pierścieniowym. Zdejmij zewnętrzną nasadkę.

Bezpiecznie dopasuj igłę o rozmiarze 1,5 cala i rozmiarze 22 do szklanej strzykawki. Włożyć strzykawkę i igłę do butelki i pobrać niewielki nadmiar tert-butylolitu. Odwrócić strzykawkę i przytrzymać papierową chusteczkę do trzymania za igłę.

Powoli wydalaj gaz w przestrzeni nad głową, pochłaniając płynny odczynnik na papierowej chusteczce. Wyjąć korek z kolby zawierającej 1,8 mililitra czystej, odgazowanej tert-butyloaminy. Powoli dodawaj tert-butyllit, mieszając.

Zakorkować kolbę i pozostawić mieszaninę do ostygnięcia do temperatury pokojowej. Podczas gdy mieszanina reakcyjna ochładza się do temperatury pokojowej, należy pobrać toluen do strzykawki, aby rozcieńczyć pozostałość litu organicznego. Umieścić napełnioną strzykawkę z igłą i wszelkimi odpadami papierowymi w przeznaczonym do tego hermetycznym pojemniku na odpady i zamknąć pojemnik.

Czyść schowek na rękawiczki przez 10 minut. Przechowuj butelkę z odczynnikiem w zamrażarce w schowku na rękawiczki. Po ostygnięciu mieszaniny reakcyjnej przechowywać kolbę w temperaturze minus 30 stopni Celsjusza.

Produkt będzie się dalej wytrącał w ciągu nocy. Wyjąć pojemnik na odpady ze schowka na rękawiczki i natychmiast przenieść go do okapu. Opróżnij strzykawkę do zlewki z izopropanolem i spłucz kilka razy.

Tert-butyloamid litu zsyntetyzowano przez litowanie tert-buyloaminy z wysoce reaktywnym tert-butylolitem. Litiację wykonano zarówno w małej skali przy użyciu technik Schlenka, jak i w komorze rękawicowej. Syntezę produktu potwierdzono metodą NMR protonowego i krystalografii rentgenowskiej.

Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu jednej lub dwóch godzin, jeśli zostanie wykonana poprawnie. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o planowaniu z wyprzedzeniem, pracy w czystej przestrzeni i przygotowaniu zabezpieczeń przed rozpoczęciem reakcji. Istnieje niefortunna ilość strachu związanego ze stosowaniem odczynników litoorganicznych, ponieważ niewłaściwe użycie tych odczynników spowodowało poważne i bardzo rzadko śmiertelne oparzenia.

Nie zapominaj, że odczynniki z litoorganicznym mogą być niezwykle niebezpieczne i bardzo ważne jest przestrzeganie wszystkich procedur bezpieczeństwa, które opisaliśmy i zilustrowaliśmy w tym filmie podczas przeprowadzania reakcji litoorganicznej. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.