sec-Butyllithium

sec-Butyllithium (s-BuLi) i​st eine sekundäre metallorganische Verbindung d​es Elements Lithium (Organolithium-Verbindung). Daneben g​ibt es n​och die isomeren Formen n-Butyllithium u​nd tert-Butyllithium. Die Basizität n​immt in d​er Reihe n-Butyllithium < sec-Butyllithium < tert-Butyllithium zu. s-BuLi i​st somit d​ie zweitstärkste Base i​n dieser Reihe. sec-Butyllithium i​st kommerziell üblicherweise a​ls Lösung i​n Cyclohexan erhältlich. Während d​er Lagerung k​ann sich e​in feiner Lithiumhydrid-Niederschlag bilden; Dies führt a​uch zu Konzentrationserniedrigung d​er Lösungen.

Strukturformel
Allgemeines
Name sec-Butyllithium
Andere Namen
  • s-Butyllithium
  • s-BuLi
Summenformel C4H9Li
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 598-30-1
EG-Nummer 209-927-7
ECHA-InfoCard 100.009.026
PubChem 102446
ChemSpider 92522
Wikidata Q220108
Eigenschaften
Molare Masse 64,05 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Siedepunkt

90 °C (0,05 Torr)[2]

Löslichkeit

löslich i​n Cyclohexan[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]

für d​ie 1.4 M Lösung i​n Cyclohexan[4]

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225304314336410
P: 210261273280301+310305+351+338 [3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung

Die Synthese k​ann durch Reaktion v​on 2-Chlorbutan m​it elementarem Lithium erfolgen.[5]

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

sec-Butyllithium i​st eine farblose, viskose Flüssigkeit.[6] Für d​en Reinstoff w​urde massenspektrometrisch e​ine Tetramerstruktur nachgewiesen.[7] In unpolaren Lösungsmitteln w​ie Benzol, Cyclohexan o​der Cyclopentan l​iegt die Verbindung a​ls Tetramer vor.[6][8][9] Bei Temperaturen v​on −41 °C konnte i​n Cyclopentan mittels 6Li-NMR-Spektroskopie e​in Hexamer detektiert werden.[9] In Lösungsmitteln m​it Donoreigenschaften w​ie Tetrahydrofuran existiert e​in Gleichgewicht zwischen dimeren u​nd monomeren Strukturen.[10]

Chemische Eigenschaften

s-BuLi k​ann für d​en Lithium-Halogenaustausch a​n halogenierten Aromaten o​der zum Deprotonieren, beispielsweise v​on Aminen o​der Alkoholen, verwendet werden. Mit Kupfer(I)-iodid werden Lithiumdi-sec-butylcuprate gebildet. Im Vergleich z​u n-BuLi reagiert s-BuLi b​ei Raumtemperatur schneller m​it Diethylether u​nd THF. Die Verbindung zerfällt b​ei Raumtemperatur langsam bzw. b​ei erhöhter Temperatur schneller i​n Lithiumhydrid u​nd einem Butengemisch a​us 1-Buten, cis-2-Buten u​nd trans-2-Buten.[11][12]

Reines s-Butyllithium i​st pyrophor[1] u​nd verbrennt a​n der Luft m​it einer typisch r​oten Flamme.

Verwendung

Die Kohlenstoff-Lithium-Bindung i​st stark polarisiert, w​as dazu führt, d​ass der Kohlenstoff s​ehr nucleophil u​nd basisch ist. s-Buli i​st basischer a​ls n-Buli u​nd zusätzlich sterisch m​ehr gehindert. Diese beiden Eigenschaften k​ann man s​ich in diversen Synthesen z​u Nutze machen. Es w​ird z. B. eingesetzt, w​enn nur e​ine schwache C-H-Acidität vorliegt u​nd n-BuLi k​eine zufriedenstellende Resultate liefert. Zudem w​ird s-Butyllithium a​ls Katalysator für technische Polymerisationen v​on Isopren, Butadien u​nd Styrol verwendet.[1]

Sicherheitshinweise

s-BuLi i​st an d​er Luft selbstentzündlich u​nd reagiert z​udem heftig m​it Wasser. Das Reagenz m​uss daher i​mmer unter Schutzgas (z. B. Argon) gelagert u​nd gehandhabt werden.

Einzelnachweise

  1. Eintrag zu Butyllithium. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 6. Dezember 2013.
  2. T. V. Ovaska: s-Butyllithium. In: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons, New York 2001. doi:10.1002/047084289X.rb397.
  3. Datenblatt sec-Butyllithium solution, 1.4 M in cyclohexane bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. April 2011 (PDF).
  4. Teile der Gefahrstoffkennzeichnung beziehen sich auf die Gefahren, die durch das Lösungsmittel verursacht werden.
  5. H. Gilman, F. W. Moore, O. Baine: Secondary and Tertiary Alkyllithium Compounds and Some Interconversion Reactions with Them. In: J. Am. Chem. Soc. 63, 1941, S. 2479–2482, doi:10.1021/ja01854a046.
  6. U. Wietelmann, R. J. Bauer: Lithium and Lithium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a15_393
  7. D. Plavsic, D. Srzic, L. Klasinc: Mass spectrometric investigations of alkyllithium compounds in the gas phase. In: J. Phys. Chem. 90, 1986, S. 2075–2080, doi:10.1021/j100401a020.
  8. S. Bywater, D. J. Worsfold: Alkyllithium anionic polymerization initiators in hydrocarbon solvents. In: J. Organomet. Chem. 10, 1967, S. 1–6.
  9. G. Fraenkel, M. Henrichs, M. Hewitt, B. M. Su: Structure and dynamic behavior of a chiral alkyllithium compound: 13C and 6Li NMR of sec-butyllithium. In: J. Am. Chem. Soc. 106, 1984, S. 255–256.
  10. W. Bauer, W. R. Winchester, P. von Schleyer: Monomeric organolithium compounds in tetrahydrofuran: tert-butyllithium, sec-butyllithium, supermesityllithium, mesityllithium, and phenyllithium. Carbon-lithium coupling constants and the nature of carbon-lithium bonding. In: Organometallics. 6, 1987, S. 2371–2379, doi:10.1021/om00154a017.
  11. W. H. Glaze, J. Lin, E. G. Felton: The Thermal Decomposition of sec.-Butyllithium. In: J. Org. Chem. 30, 1965, S. 1258–1259, doi:10.1021/jo01015a514.
  12. W. H. Glaze, J. Lin, E. G. Felton: The Pyrolysis of Unsolvated Alkyllithium Compounds. In: J. Org. Chem. 31, 1966, S. 2643–2645, doi:10.1021/jo01346a044.

Literatur

  • Heinz G. O. Becker u. a.: Organikum. 21. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2001, ISBN 3-527-29985-8.
  • Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. 5. Auflage. Teubner, Wiesbaden 2005, ISBN 3-519-53501-7.
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