tert-Butyllithium
Strukturformel | |||||||
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Allgemeines | |||||||
Name | tert-Butyllithium | ||||||
Andere Namen |
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Summenformel | C4H9Li | ||||||
CAS-Nummer | 594-19-4 | ||||||
Kurzbeschreibung |
farbloser, pyrophorer Feststoff[1] | ||||||
Eigenschaften | |||||||
Molare Masse | 64,05 g·mol−1 | ||||||
Aggregatzustand |
fest | ||||||
Schmelzpunkt |
140 °C (Zersetzung)[2] | ||||||
Löslichkeit | |||||||
Sicherheitshinweise | |||||||
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Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
tert-Butyllithium (t-BuLi) ist eine tertiäre metallorganische Verbindung des Elements Lithium (Organolithium-Verbindung). Daneben gibt es noch die isomeren Formen n-Butyllithium und sec-Butyllithium. Die Basizität nimmt in der Reihe n-Butyllithium < sec-Butyllithium < tert-Butyllithium zu. t-BuLi ist somit die stärkste Base in dieser Reihe. t-BuLi zerfällt bei Raumtemperatur in Lithiumhydrid und Isobuten. Das entstandene Isobuten wird durch weiteres t-BuLi in der Allylstellung deprotoniert, was zu einer weiteren Konzentrationserniedrigung des t-BuLi führt.
Darstellung
Die Synthese kann durch Reaktion von t-Butylbromid mit Lithium (Pulver) erfolgen.
- $ \mathrm {2\ Li+C_{4}H_{9}Br\longrightarrow LiC_{4}H_{9}+LiBr} $
Eigenschaften
Im Handel ist es ausschließlich als Lösung in Alkanen (zumeist in Pentan oder Heptan) erhältlich, wobei eine Konzentration von 1,7 mol/L üblich ist. Ether wie THF oder Diethylether sind als Lösemittel zur Lagerung ungeeignet, da sie rasch zersetzt werden. t-BuLi ist auch in Lösung äußerst pyrophor und verbrennt an der Luft mit einer typisch roten Flamme.
Reaktionen
Die Lithium-Kohlenstoff-Bindung im tert-Butyllithiummolekül ist stark polarisiert. Das Kohlenstoffatom trägt dabei eine negative und das Lithiumatom eine positive Partialladung. tert-Butyllithium verhält sich daher chemisch ähnlich wie ein entsprechendes Carbanion. Durch Formulierung einer mesomeren Grenzstruktur lässt sich dieses Verhalten veranschaulichen:[4]
Ähnlich wie n-Butyllithium kann auch t-BuLi für den Lithium-Halogenaustausch und zum Deprotonieren von Aminen und aktivierten C-H-Verbindungen verwendet werden. t-BuLi kann zudem die Alpha-Position der Ether angreifen.
Dies zeigt das Beispiel Tetrahydrofuran, welches bereits bei Raumtemperatur innerhalb von Minuten zersetzt wird:
Diese Methode wird zum Beispiel benutzt, wenn deprotonierter Acetaldehyd benötigt wird.
Verwendung
t-BuLi hat in der modernen synthetischen organischen Chemie Bedeutung als ultrastarke Base bzw. als Lithiierungsreagenz erlangt. Da es wesentlich pyrophorer als n-BuLi ist, wird es weniger oft eingesetzt. In einigen Fällen wird es wegen der höheren Basizität oder aus sterischen Gründen (der t-Butylrest ist räumlich relativ groß) verwendet.
Sicherheitshinweise
Wie oben erwähnt ist t-BuLi auch in Lösung äußerst pyrophor. Die Handhabung und Lagerung muß daher stets unter Schutzgas stattfinden. t-BuLi reagiert zudem heftig mit Wasser zu Lithiumhydroxid und Isobutan. Bei längerer Lagerung bildet sich ein Bodensatz aus ebenfalls pyrophorem Lithiumhydrid (aus der Selbstzersetzung) und Lithiumhydroxid (eingedrungene Feuchtigkeit).
Quellen
- ↑ Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
- ↑ 2,0 2,1 Ulrich Wietelmann, Richard Bauer: Lithium and Lithium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a15 393.
- ↑ Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
- ↑ K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organische Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, 2005, ISBN 978-3-527-29819-8