Alkyllithiumforbindelser som n-butyllithium er alsidige organometalliske reagenser, der giver kemikere adgang til en bred vifte af transformationer. Disse forbindelser er imidlertid ætsende og pyrophoriske og antændes spontant i luft.
En omhyggelig beskyttelse mod atmosfæren under fremstilling, håndtering og opbevaring er afgørende for deres sikre og vellykkede anvendelse i synteser. Her er et kig på et brancheførende emballagedesign, der hjælper kemikere med at få mest muligt ud af disse vigtige reagenser.
N-butyllithium i organisk syntese
Alkyllithiumforbindelser er stærkt basiske og nukleofile reagenser på grund af den meget polære natur af deres kulstof-lithiumbinding. Et almindeligt anvendt alkyllithiumreagens er n-butyllithium, en stærk base med en pKa på ca. 50.
Som andre alkyllithiumreagenser er n-butyllithium værdsat for sin evne til at generere andre funktionaliserede organolithiumforbindelser ved metallisering. Metalliseringsreaktioner er afhængige af alkyllithiumreagensernes evne til at deprotonere svagt sure protoner, der er til stede i aldehyder, ketoner, sulfoner, nitriler og andre forbindelser.
De carbanioner, der genereres ved deprotonering, er værdifulde mellemprodukter for en lang række chirale transformationer og andre organiske reaktioner. Stabiliserede organolithiumforbindelser, der dannes ved metallisering, kan også reagere som nukleofile i en lang række transformationer: reaktioner med alkyl- og allyl-halogenider, addition til carbonylforbindelser, konjugeret addition og epoxidringåbning.
Organolithiumreagenser anvendes også til fremstilling af andre metalorganiske forbindelser ved transmetaliering, en meget nyttig teknik til fremstilling af organokobber- og organotitanforbindelser, som kan have en højere selektivitet end organolithiumforbindelser.
Industrielt set anvendes n-butyllithium i vid udstrækning som initiator for anioniske polymerisationsreaktioner for molekyler som butadien, isopren og styren. Disse processer er afgørende for fremstilling af en bred vifte af varer, såsom gummidæk og forskellige plast- og emballagematerialer.
Sikre håndteringsmetoder
N-butyllithium er et pyroforisk reagens og skal håndteres under strengt tørre forhold for at forhindre, at det antændes ved udsættelse for luft. Typisk overføres opløsninger af n-butyllithium fra deres oprindelige beholder til flammetørre reaktionsbeholdere under en inaktiv atmosfære (nitrogen eller argon) ved hjælp af sprøjte- eller kanyleteknik.
For at forhindre, at den n-butyllithiumopløsning, der stadig er i den oprindelige flaske, også udsættes for atmosfæren, erstattes den mængde reagens, der er fjernet, med nitrogen- eller argongas. Vandfri opløsningsmidler kan også anvendes ved reaktioner af alkyllithiumforbindelser for at minimere nedbrydning af reagenset på grund af vand, der er til stede i opløsningsmidlet.
Når n-butyllithium udsættes for luft eller fugt under fremstilling eller opbevaring, kan dets koncentration mindskes, hvilket fører til, at der anvendes en ukorrekt mængde i en reaktion. Anvendelse af delvist nedbrudte n-butyllithiumopløsninger kan medføre dårligt udbytte, skabe et større antal biprodukter, kræve mere kompliceret og tidskrævende rensning og potentielt give en mislykket syntese.
Indpakningen af n-butyllithium bør være robust nok til at beskytte materialet under transport og samtidig gøre det muligt for reagenset at forblive så tørt som muligt under gentagne anvendelser. Almindelige laboratorieforsøg for at opretholde kvaliteten af luft- og fugtfølsomme reagenser omfatter:
- Tilsætning af gummipunkter til åbnede reagensflasker
- forsegling af låg og kapsler med paraffinfolie
- opbevaring af flasker i poser, der indeholder tørremiddel
- En kombination af disse og andre taktikker
Disse metoder har alvorlige begrænsninger og er ikke tilstrækkelige til sikker, langtidsopbevaring af organolithiumreagenser.
Forbedringer af emballagen
Moderne fremskridt inden for emballagedesign hjælper nutidens kemikere med at drage fordel af n-butyllithium af høj kvalitet, der bevarer sin oprindelige reaktivitet. Acros Organics vandfri alkyllithiumreagenser er pakket i robuste borosilikatflasker med specielle AcroSeal-hætter, der giver øget beskyttelse mod luft og fugt.
Acros Organics Alkyllithiumreagenser pakkes, når kemikaliet er så tørt som muligt for at levere optimal reaktivitet, og det innovative AcroSeal-system hjælper reagenset med at forblive tørt. Og det kan håndteres sikkert under gentagen brug uden at gå på kompromis med brugervenligheden.
AcroSeal-emballage giver en sikker og effektiv måde at håndtere n-butyllithium og andre luft- og fugtfølsomme organolithiumreagenser på. Den gør det muligt at fjerne reagenset fra flasken under en inert atmosfære. Hætterne er forsynet med et bredere septum (figur 2), der er bekvemt stort og kan punkteres op til 20-30 gange og flere steder, så man undgår at gå ind i det samme hul to gange (en almindelig kilde til eksponering i atmosfæren). Det brede septum gør det også lettere at holde reagenset tørt, når du overfører det til tørt laboratorieudstyr. Det flerlagede septum er foret med en polymer elastomer med en inert fluoropolymerbelagt overflade, som forbedrer modstandsdygtigheden over for beskadigelse fra reagenserne i flasken.
Acros Organics Organolithium-reagenser fås i forskellige størrelser, hvilket hjælper med at minimere spild og ineffektive reagenser ved at levere den præcise mængde, du har brug for. I sidste ende er der ingen ubrugte reagenser, der står på hylden – et almindeligt syn i mange laboratorier.
High-Quality Organolithium Reagents for High-Quality Syntheses
Udnyttelse af det fulde potentiale af alkyllithiumforbindelser kræver brug af vandfrie reagenser og opløsningsmidler af høj kvalitet, der ikke er blevet forringet af udsættelse for luft eller fugt. For at alle kemikalier, der tilsættes til reaktionsbeholdere, kan være så tørre som muligt, bruger Acros Organics-mærket AcroSeal-emballage til at beskytte et omfattende udvalg af reagenser og opløsningsmidler. AcroSeal-emballage letter den sikre overførsel af disse reagenser til reaktionsbeholderen og giver samtidig kemikerne mulighed for at få mest muligt ud af deres reaktioner.
Mærket Acros Organics tilbyder mange populære butyllithiumprodukter i AcroSeal-emballage. Besøg fishersci.com/organometallics for at se vores komplette udbud af alkyllithiumprodukter.