Alkylithiové sloučeniny, jako je n-butyllithium, jsou univerzální organokovová činidla, která chemikům umožňují rozmanité transformace. Tyto sloučeniny jsou však žíravé a pyroforické, na vzduchu se samovolně vznítí
Pro jejich bezpečné a úspěšné použití v syntéze je nezbytná pečlivá ochrana před atmosférou při přípravě, manipulaci a skladování. Zde se podíváme na špičkový design obalů, který pomáhá chemikům získat z těchto důležitých činidel maximum.
N-butyllithium v organické syntéze
Sloučeniny alkylithia jsou silně bazická a nukleofilní činidla díky vysoce polární povaze jejich vazby uhlík-lithium. Běžně používaným alkylithiovým činidlem je n-butyllithium, silná báze s pKa přibližně 50.
Stejně jako ostatní alkylithiová činidla je n-butyllithium ceněno pro svou schopnost vytvářet další funkcionalizované organolithiové sloučeniny metalizací. Metalační reakce spočívají ve schopnosti alkylithiových činidel deprotonovat slabě kyselé protony přítomné v aldehydech, ketonech, sulfonech, nitrilech a dalších sloučeninách.
Karbaniony vzniklé deprotonací jsou cennými meziprodukty pro širokou škálu chirálních transformací a dalších organických reakcí. Stabilizované organolithné sloučeniny generované metalizací mohou také reagovat jako nukleofily v široké škále transformací: reakce s alkyl a allyl-halogenidy, adice na karbonylové sloučeniny, konjugovaná adice a otevírání epoxidových kruhů.
Organolithiová činidla se také používají k přípravě jiných metaloorganických sloučenin transmetalací, což je velmi užitečná technika pro výrobu organických sloučenin mědi a organocitanu, které mohou mít vyšší selektivitu než organolithiové sloučeniny.
Průmyslově se n-butyllithium široce používá jako iniciátor aniontových polymerizačních reakcí pro molekuly, jako je butadien, isopren a styren. Tyto procesy jsou nezbytné pro výrobu nejrůznějšího zboží, jako jsou gumové pneumatiky a různé plasty a obalové materiály.
Bezpečné metody manipulace
N-butyllithium je pyroforické činidlo a musí se s ním manipulovat za přísně suchých podmínek, aby se zabránilo jeho vznícení při kontaktu se vzduchem. Obvykle se roztoky n-butyllithia přenášejí z původního obalu do reakčních nádob vysušených plamenem v inertní atmosféře (dusík nebo argon) pomocí injekční stříkačky nebo kanyly.
Aby se zabránilo tomu, že roztok n-butyllithia, který se stále nachází v původní lahvi, bude rovněž vystaven působení atmosféry, nahradí se objem odebraného činidla plynným dusíkem nebo argonem. Při reakcích alkylithiových sloučenin lze také použít bezvodá rozpouštědla, aby se minimalizovala degradace činidla vlivem vody přítomné v rozpouštědle.
Pokud je n-butyllithium během přípravy nebo skladování vystaveno působení vzduchu nebo vlhkosti, může dojít ke snížení jeho koncentrace, což vede k nepřesnému množství použitému v reakci. Použití částečně degradovaných roztoků n-butyllithia může způsobit nízký výtěžek, vznik většího množství vedlejších produktů, vyžadovat složitější a časově náročnější čištění a potenciálně vést k neúspěšné syntéze.
Obal n-butyllithia by měl být dostatečně robustní, aby chránil materiál během přepravy a zároveň umožnil, aby činidlo zůstalo co nejsušší při opakovaném použití. Mezi běžné laboratorní pokusy o zachování kvality činidel citlivých na vzduch a vlhkost patří např:
- Přidání gumových nástavců do otevřených lahví s činidly
- Utěsnění víček a uzávěrů parafínovou fólií
- Uložení lahví v sáčcích, které obsahují vysoušedlo
- Kombinace těchto a dalších taktik
Tyto metody mají vážná omezení a nejsou vhodné pro bezpečné a dlouhodobé skladování organolithiových činidel.
Zlepšení balení
Moderní pokroky v konstrukci obalů pomáhají dnešním chemikům využívat vysoce kvalitní n-butyllithium, které si zachovává svou původní reaktivitu. Bezvodá alkylithiová činidla Acros Organics jsou balena v pevných borosilikátových lahvích se speciálními uzávěry AcroSeal, které poskytují zvýšenou ochranu před vzduchem a vlhkostí.
Acros Organics Alkyllithium Reagents jsou balena, když je chemikálie co nejsušší, aby poskytovala optimální reaktivitu, a inovativní systém AcroSeal pomáhá činidlu zůstat suché. A lze s ním bezpečně manipulovat při opakovaném použití, aniž by byla ohrožena jeho snadnost.
Obal AcroSeal poskytuje bezpečný a účinný způsob manipulace s n-butyllithiem a dalšími organolithiovými činidly citlivými na vzduch a vlhkost. Umožňuje vyjmutí činidla z lahvičky v inertní atmosféře. Uzávěry jsou vybaveny širší přepážkou (obrázek 2), která je příhodně velká a lze ji propíchnout až 20 až 30krát a na více místech, což umožňuje vyhnout se dvojímu vstupu do stejného otvoru (častý zdroj vystavení atmosféře). Široká přepážka také usnadňuje udržet činidlo suché při přenášení do suchého laboratorního nádobí. Vícevrstvá přepážka je vyložena polymerním elastomerem s inertním povrchem potaženým fluoropolymerem, který zvyšuje odolnost proti poškození činidly v lahvičce.
Reagencie Acros Organics Organolithium se dodávají v různých velikostech, což pomáhá minimalizovat množství odpadu a neúčinných činidel tím, že poskytují přesné množství, které potřebujete. Nakonec na poličce neleží žádná nepoužitá činidla, což je v mnoha laboratořích běžný pohled.
Vysoce kvalitní organolithiová činidla pro vysoce kvalitní syntézy
Uvolnění plného potenciálu alkylithiových sloučenin vyžaduje použití vysoce kvalitních bezvodých činidel a rozpouštědel, která nebyla znehodnocena působením vzduchu nebo vlhkosti. Aby všechny chemikálie, které se přidávají do reakčních nádob, byly co nejsušší, používá značka Acros Organics obaly AcroSeal k ochraně rozsáhlé řady činidel a rozpouštědel. Obaly AcroSeal usnadňují bezpečný přenos těchto činidel do reakční nádoby a zároveň umožňují chemikům získat z jejich reakcí maximum.
Značka Acros Organics nabízí mnoho oblíbených butyllitrových produktů v obalech AcroSeal. Navštivte stránku fishersci.com/organometallics a prohlédněte si naši kompletní nabídku alkylithiových produktů.