Tert-Butyllithi

tert-Butyllithium
Danh pháp IUPAC	tert-Butyllithium
Nhận dạng
Số CAS	594-19-4
PubChem	638178
Số EINECS	209-831-5
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [Li]C(C)(C)C ;
InChI	đầy đủ 1S/C4H9.Li/c1-4(2)3;/h1-3H3;;
ChemSpider	10254347
Tham chiếu Beilstein	3587204
Thuộc tính
Công thức phân tử	C4H9Li
Khối lượng mol	64.055 g mol−1
Bề ngoài	Chất lỏng không màu
Khối lượng riêng	660 mg cm−3
Điểm nóng chảy
Điểm sôi	36 đến 40 °C (309 đến 313 K; 97 đến 104 °F)
Độ hòa tan trong nước	Phản ứng dữ dội với nước
Độ axit (pKa)	45–53
Các nguy hiểm
NFPA 704	4 4 4
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Cực kỳ dễ cháy, gây ăn mòn, độc hại, nguy hiểm cho sức khỏe, nguy hiểm cho môi trường
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H225, H250, H260, H300, H304, H310, H314, H330, H336, H411
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P210, P222, P223, P231+P232, P370+P378, P422
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

tert-Butyllithi là một hợp chất cơ kim có công thức hóa học là (CH₃)₃CLi, công thức phân tử là C₄H₉Li (giống như n-butyllithi). Là một hợp chất hữu cơ, nó có các ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ vì nó là một siêu base, có khả năng khử carbon nhiều phân tử, bao gồm cả benzen. t-Butyllithi có bán trên thị trường dưới dạng dung dịch hydrocarbon, nó thường không được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm. Sự tổng hợp của nó được Robert Burns Woodward báo cáo lần đầu tiên vào năm 1941^[1].

Cấu trúc và liên kết

Giống như các hợp chất hữu cơ khác, t-butyllithi là một cụm. Trong khi n-butyllithi tồn tại dưới dạng hexamer và tetramer, t-Butyllithi tồn tại dưới dạng tetramer với cấu trúc cuban. Liên kết trong các cụm hữu cơ lithi liên quan đến sự phân định vị trí sigma và liên kết Li-Li đáng kể^[2].

Liên kết lithi-carbon trong t-butyllithi phân cực cao, có khoảng 40% đặc tính ion. Phân tử phản ứng giống như một carbanion, như được biểu diễn bởi hai cấu trúc cộng hưởng này^[3]. (Với các tính toán về độ phân cực trên liên kết C-Li, cấu trúc "thực" của một phân tử t-butyllithi đơn lẻ có thể là giá trị gần trung bình của hai chất góp phần cộng hưởng được chỉ ra, trong đó nguyên tử carbon trung tâm có ≈ 50% điện tích âm một phần trong khi nguyên tử lithi có ≈ 50% điện tích dương một phần).

Tính chất hóa học

Tương tự như n-butyllithi, t-butyllithi có thể được sử dụng để trao đổi lithi với các halogen và để khử amin và các hợp chất C-H được hoạt hóa.

Hợp chất này và các hợp chất alkyllithi khác được biết là phản ứng với dung môi ether, các chu kỳ bán rã của t-butyllithi là 60 phút ở 0°C trong diethyl ether, 40 phút ở -20°C trong tetrahydrofuran (THF)^[4], và khoảng 11 phút ở -70°C trong dimethoxyethane^[5]. Trong ví dụ này, phản ứng của t-butyllithi với tetrahydrofuran (THF) được hiển thị:

Để giảm thiểu sự phân huỷ bởi các dung môi này, các phản ứng liên quan đến t-butyllithi thường được tiến hành ở nhiệt độ rất thấp trong các dung môi đặc biệt, chẳng hạn như hỗn hợp dung môi Trapp.

An toàn

t-butyllithi là một hợp chất pyrophoric, có nghĩa là nó dễ bắt lửa khi tiếp xúc với không khí. (Định nghĩa chính xác về vật liệu pyrophoric là vật liệu "tự bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ thấp hơn 54,55°C (130,19°F)"^[6]). Các dung môi được sử dụng trong các chế phẩm thương mại thông thường tự chúng dễ cháy. Mặc dù có thể làm việc với hợp chất này bằng cách sử dụng truyền ống cannula, nhưng dấu vết của t-butyllithi ở đầu kim hoặc ống thông có thể bắt lửa và làm tắc ống thông bằng các muối lithi. Trong khi một số nhà nghiên cứu coi hiệu ứng "ánh sáng hoa tiêu" này như một dấu hiệu cho thấy sản phẩm "tươi" và không bị biến chất do thời gian hoặc bảo quản/xử lý không đúng cách, những nhà nghiên cứu khác lại thích bọc đầu kim hoặc ống thông trong một ống thủy tinh ngắn, đó là rửa bằng khí trơ và bịt kín ở mỗi đầu bằng vách ngăn^[7]. Tai nạn phòng thí nghiệm nghiêm trọng liên quan đến t-butyllithi đã xảy ra. Ví dụ, vào năm 2008, một trợ lý nghiên cứu của nhân viên, Sheharbano Sangji, trong phòng thí nghiệm của Patrick Harran^[8] tại Đại học California, Los Angeles, đã chết sau khi bị bỏng nặng do ngọn lửa bốc cháy bởi t-butyllithi^[9]^[10]^[11].

Các phản ứng quy mô lớn có thể dẫn đến phản ứng cháy và nổ khi t-butyllithi được trộn với các ether như dietyl ete và tetrahydrofuran. Việc sử dụng dung môi hydrocarbon có thể được ưu tiên hơn.

Các kỹ thuật không có không khí rất quan trọng để ngăn hợp chất này phản ứng dữ dội với oxy và hơi ẩm trong không khí:

t-BuLi + O₂ → t-BuOOLi

t-BuLi + H₂O → t-BuH + LiOH

Xem thêm

Xem thêm các hợp chất hữu cơ lithi khác:

Tham khảo

^ Bartlett, Paul D. “t-Butyllithium”. J. Am. Chem. Soc. 63: 3229–3230.
^ Elschenbroich, C. "Organometallics" (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2
^ Organometallic reagents: sources of nucleophilic carbon for alcohol synthesis. K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organic Chemistry: Structure And Function. 3rd edition, 1999, §8.7.
^ Stanetty, P. “Directed ortho lithiation of phenylcarbamic acid 1,1-dimethylethyl ester (N-BOC-aniline). Revision and improvements”. Journal of Organic Chemistry. 57: 6833–6837.
^ Fitt, J. J. “Reaction of n-, sec-, and tert-butyllithium with dimethoxyethane (DME): a correction”. Journal of Organic Chemistry. 49: 209–210.
^ SEMI, standard F6-92, Guide for Secondary Containment of Hazardous Gas Piping Systems Lưu trữ 2012-02-22 tại Wayback Machine, as cited by ChemiCool.com Lưu trữ 2021-08-18 tại Wayback Machine
^ Errington, R. M. (1997). Advanced practical inorganic and metalorganic chemistry. London: Blackie Academic & Professional. tr. 47–48. ISBN 978-0-7514-0225-4.
^ “Harran Lab: UCLA”. Lưu trữ bản gốc ngày 13 tháng 10 năm 2012. Truy cập ngày 18 tháng 8 năm 2021.
^ Jyllian Kemsley (ngày 22 tháng 1 năm 2009). “Researcher Dies After Lab Fire”.
^ Jyllian Kemsley (ngày 3 tháng 4 năm 2009). “Learning From UCLA: Details of the experiment that led to a researcher's death prompt evaluations of academic safety practices”.
^ Los Angeles Times, 2009-03-01

[1] Bartlett, Paul D. “t-Butyllithium”. J. Am. Chem. Soc. 63: 3229–3230.

[2] Elschenbroich, C. "Organometallics" (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2

[3] Organometallic reagents: sources of nucleophilic carbon for alcohol synthesis. K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organic Chemistry: Structure And Function. 3rd edition, 1999, §8.7.

[4] Stanetty, P. “Directed ortho lithiation of phenylcarbamic acid 1,1-dimethylethyl ester (N-BOC-aniline). Revision and improvements”. Journal of Organic Chemistry. 57: 6833–6837.

[5] Fitt, J. J. “Reaction of n-, sec-, and tert-butyllithium with dimethoxyethane (DME): a correction”. Journal of Organic Chemistry. 49: 209–210.

[6] SEMI, standard F6-92, Guide for Secondary Containment of Hazardous Gas Piping Systems Lưu trữ 2012-02-22 tại Wayback Machine, as cited by ChemiCool.com Lưu trữ 2021-08-18 tại Wayback Machine

[7] Errington, R. M. (1997). Advanced practical inorganic and metalorganic chemistry. London: Blackie Academic & Professional. tr. 47–48. ISBN 978-0-7514-0225-4.

[8] “Harran Lab: UCLA”. Lưu trữ bản gốc ngày 13 tháng 10 năm 2012. Truy cập ngày 18 tháng 8 năm 2021.

[9] Jyllian Kemsley (ngày 22 tháng 1 năm 2009). “Researcher Dies After Lab Fire”.

[10] Jyllian Kemsley (ngày 3 tháng 4 năm 2009). “Learning From UCLA: Details of the experiment that led to a researcher's death prompt evaluations of academic safety practices”.

[11] Los Angeles Times, 2009-03-01

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

x t s Hợp chất lithi
Hợp chất lithi vô cơ	LiAlCl₄ LiAlH₄ LiAlO₂ LiBF₄ FLiNaK LiBH₄ LiBO₂ LiB₃O₅ Li₂B₄O₇ LiBr LiCN Li₂CO₃ Li₂C₂ LiCl LiClO LiClO₃ LiClO₄ LiCoO₂ Li₂CrO₄ LiF LiH LiHe LiI LiIO₃ Li₂IrO₃ Li₂MoO₄ LiNH₂ Li₂NH LiN₃ Li₃N LiNO₂ LiNO₃ LiNbO₃ LiOH LiO₂ Li₂O Li₂O₂ LiPF₆ Li₂PtO₃ Li₂Po Li₂RuO₃ Li₂S Li₂SO₃ Li₂SO₄ Li₃H(CO₃)₂ Li₂SiO₃ LiTaO₃ Li₂TiO₃
Hợp chất Lithi hữu cơ	12-hydroxystearat Axetat Aspartat Citrat Diisopropylamide Orotat Succinat Stearat Organolithiums Propynyllithi n-Butyllithi Sec-Butyllithi Tert-Butyllithi
Khoáng vật Lithi	Amblygonite Elbait Eucryptite Jadarite Lepidolite Lithiophilite Petalite Pezzottaite Saliotite Spodumene Sugilite Tourmalin Zabuyelite Zinnwaldite