Abstract
reattivi di organo-litio sono potenti strumenti nella cassetta degli attrezzi del chimico sintetico. Tuttavia, la natura estrema piroforico dei reagenti più reattivi garantisce la tecnica corretta, una formazione approfondita e corretta dispositivi di protezione individuale. Per aiutare nella formazione dei ricercatori svolta reattivi di organo-litio, un approfondito, step-by-step di protocollo per l'uso sicuro ed efficace di terz -butyllithium su una linea di gas inerte o all'interno di un cassetto portaoggetti è descritto. Come reazione di modello, preparazione di litio tert-butil amide dalla reazione di tert-butil ammina con un equivalente di litio tert-butil è presentato.
Introduction
reattivi di organo-litio (RLI) sono basi potenti che sfruttano i legami non polari, forti di idrocarburi per generare basi coniugate che possono deprotonate quasi qualsiasi composto di acidità anche moderata. Essi servono come alternative più aggressivi ad ammidi litio (ad esempio, LDA) e reagenti di Grignard. La loro incredibilmente forte basicità li rende di grande utilità nella sintesi organiche e inorganiche, e la loro ampia applicabilità è stata accuratamente descritta in diverse recensioni recenti 1-3. reattivi di organo-litio possono facilmente deprotonate acidi estremamente deboli quali alcoli, ammine, e idrocarburi sia benzilici e alifatici. La reazione è guidato dalla formazione di una stalla forte, legame, alchile CH.
Li + R - + HX → LiX + RH (1)
Concetti generali circostanti reattivi di organo-litio sono stati esaminati 4-7, ma noiqui evidenziare l'utilità di questi reagenti di sfruttare la diversa pK a valori di più idrocarburi differenti per selezionare una base coniugata con appropriata alimentazione deprotonating. Per esempio, poiché l'acidità di idrocarburi alifatici diminuisce con livelli crescenti di sostituzione (ad esempio, 1 °> 2 °> 3 °), terz -butyllithium è il reagente alkyllithium più aggressivo, mentre metillitio è il più delicato. Fenillitio è notevolmente più mite rispetto metillitio a causa della capacità del fenilico di delocalizzare la carica dell'anione fenile deprotonato. Così, i reattivi di organo-litio più comunemente usati sono, in ordine crescente di basicità: PHLI <Meli <BuLi <s -BuLi <t BuLi. Mentre precisi valori di pK a delle alcani protonati sono difficili da misurare a causa della loro mancanza di acidità, pK approximate un valori sono forniti nella tabella 1 7-10 unlungo con altri reagenti protici incontrate comunemente deprotonato da reattivi di organo-litio in chimica sintetica. Tabella 1 prevede, in sintesi, uno strumento visivo per prevedere quali basi possono essere usati per deprotonate che acidi.
Al di là di chimica acido-base, i reagenti alkyllithium sono state sfruttate in chimica inorganica e organometallica come mezzo per fornire leganti a base di carbonio 11,12, reagenti transmetallate nella catalisi 13-15, o facilitare la reattività organometallica da fotolito legame M-Me omolisi 16, 17. Mentre reagenti alkyllithium sono termodinamicamente basi molto forti, la loro reattività può essere lenta in alcune reazioni, che richiede l'ottimizzazione delle condizioni di reazione 18. Generalmente, il loro comportamento cinetico può essere migliorata mediante sostituzione dello ione litio acido Lewis con un acido debole Lewis come il potassio, come si vede nella generazione di "base di Schlosser" di BuLi e tert potassio 19.
Mentre l'utilità dei reattivi di organo-litio in sintesi è innegabile, l'uso di questi reagenti richiede precauzioni appropriate. I reagenti sono piroforico, reagire violentemente in aria o con acqua e con una reazione esotermica vigorosa. Essi generano organiche volatili che spesso accendono a causa delle alte temperature di decomposizione. Così, gli incendi possono verificarsi durante lithiations, in particolare quando accurate procedure operative standard non vengono seguite. Più infame è il caso di un allieva di laurea di recente laureato della University of California, Los Angeles (UCLA), che lavora come assistente di ricerca. Come risultato di un tragico incidente durante una reazione litiazione con il reagente organolitio più reattiva, litio terz butil, lo studente ricevuto ustioni fatali quando una siringa piena di soluzione venne a parte e acceso i vestiti 20. Tra gli errori commessi erano l'uso di una siringa impropriamente dimensioni unND ago, la mancanza di dispositivi di protezione adeguati (DPI), e un fallimento per usare la doccia di sicurezza disponibili 20. La natura sensibile dei reagenti carbanion comuni ha ispirato lo sviluppo di alternative più sicure in solventi ad alta polarità 21, come eutettiche miscele di solventi 22-24, e per i reagenti di Grignard, anche l'acqua 25-27. Tuttavia, la versatilità di reattivi di organo-litio li rende di continuo programma di utilità per il prossimo futuro.
L'obiettivo di questo protocollo e sperimentare visualizzato è quello di dimostrare un approccio approfondito e attento a litiazione, accessibile a qualsiasi studente di chimica ben addestrato, che ha bisogno di reattivi di organo-litio. La nostra speranza è che questo protocollo di accesso aperto illustrerà che cosa fare (e cosa non fare) per ottenere un litiazione di successo e sicuro, che altri laboratori possono utilizzare questa pubblicazione come una risorsa di formazione, e che attraverso questo approfondita, demonstrati visivasu, futuri incidenti possono essere evitati. Qui, un protocollo sicuro per litiazione utilizzando litio tert-butil più reattiva viene descritta, che può essere adattato per l'uso con i reagenti organolitio meno reattivi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Schlenk Flask, 25 ml | Chemglass | AF-0520-02 | 25 ml Flask, Reaction, 14/20 outer joint, 2 mm glass stpk, Air-free, Schlenk |
| Rubber Septum | Chemglass | CG-3024-01 | Septum stopper, suba-seal, For 14/20-14/35 outer joints and 12.5 mm ID tubing |
| Stir Bar | Fisher Scientific | 14-512-130 | Various sized stir bars |
| tert-butyllithium | Sigma-Aldrich | 186198-4X25ML | 1.7 M t-butyllithium in pentane, 4 x 25 ml |
| tert-butylamine | Sigma-Aldrich | 391433-100ML | tert-butylamine, purified by redistillation, >99.5% |
| hexanes | Fisher Scientific | H292-4 | 4 L, certified ACS, hexanes, >98.5% |
| isopropanol | Fisher Scientific | A416-4 | 4 L, 2-propanol, certified ACS plus, >99.5% |
| Dry ice | Airgas | ||
| Pure Solv Solvent Purification System | Inert Technology | MD-5 | Alumina collumns through which fresh, degassed solvents are passed to remove water. |
| Aldrich Sure/Seal septum-inlet transfer adapter | Sigma-Aldrich | Z407186 | Adapter for removal of air-sensitive reagents under nitrogen blanket |
| Keck Standard Taper Clips | Chemglass | CG-145-03 | clamp for securing glassware connections |
| Addition Funnel | Kontes | K634000-0060 | Funnel for dropwise addition of reagent to flask |
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