Alkyllithiumverbindingen zoals n-butyllithium zijn veelzijdige organometaalreagentia die scheikundigen toegang geven tot een uiteenlopende reeks transformaties. Deze verbindingen zijn echter corrosief en pyrofoor, en ontbranden spontaan in de lucht.
Nauwkeurige bescherming tegen de atmosfeer tijdens de bereiding, behandeling en opslag is essentieel voor een veilig en succesvol gebruik ervan bij synthese. Hier is een blik op een industrieleidend verpakkingsontwerp dat chemici helpt het meeste uit deze belangrijke reagentia te halen.
N-Butyllithium in Organische Synthese
Alkyllithiumverbindingen zijn sterk basische en nucleofiele reagentia toe te schrijven aan de hoogst polaire aard van hun koolstof-lithiumbinding. Een veelgebruikt alkyllithiumreagens is n-butyllithium, een sterke base met een pKa van ongeveer 50.
Zoals andere alkyllithiumreagentia, wordt n-butyllithium gewaardeerd voor zijn vermogen om andere gefunctionaliseerde organolithiumverbindingen te genereren door metalering. Metaleringsreacties berusten op het vermogen van de alkyllithiumreagentia om zwak zure protonen te deprotoneren die aanwezig zijn in aldehyden, ketonen, sulfonen, nitrillen en andere verbindingen.
De carbanionen die door deprotonering worden gegenereerd, zijn waardevolle tussenproducten voor een breed scala van chirale transformaties en andere organische reacties. Gestabiliseerde organolithiumverbindingen die door metalering worden gegenereerd, kunnen ook als nucleofielen reageren in een breed scala van transformaties: reacties met alkyl- en allyl-halogeniden, additie aan carbonylverbindingen, geconjugeerde additie, en epoxide ringopening.
Organolithiumreagentia worden ook gebruikt voor de bereiding van andere metaalorganische verbindingen door transmetalering, een zeer nuttige techniek voor de productie van organokoper- en organotitaanverbindingen, die een hogere selectiviteit kunnen hebben dan organolithiumverbindingen.
Industrieel wordt n-butyllithium veel gebruikt als initiator voor anionische polymerisatiereacties voor moleculen als butadieen, isopreen en styreen. Deze processen zijn essentieel voor de productie van een grote verscheidenheid aan goederen, zoals rubberbanden en diverse kunststoffen en verpakkingsmaterialen.
Veilig hanteren
N-butyllithium is een pyrofoor reagens en moet worden gehanteerd onder strikt droge omstandigheden om te voorkomen dat het ontbrandt bij blootstelling aan lucht. Typisch worden oplossingen van n-butyllithium overgebracht van hun originele container naar vlamdroge reactievaten onder een inerte atmosfeer (stikstof of argon) via een injectiespuit of canule techniek.
Om te voorkomen dat de n-butyllithium oplossing die nog in de originele fles zit ook wordt blootgesteld aan de atmosfeer, wordt het volume van het verwijderde reagens vervangen door stikstof of argon gas. Bij reacties van alkyllithiumverbindingen kunnen ook watervrije oplosmiddelen worden gebruikt om afbraak van het reagens door water in het oplosmiddel tot een minimum te beperken.
Wanneer n-butyllithium tijdens bereiding of opslag aan lucht of vocht wordt blootgesteld, kan de concentratie afnemen, waardoor bij een reactie een onnauwkeurige hoeveelheid wordt gebruikt. Het gebruik van gedeeltelijk afgebroken n-butyllithiumoplossingen kan een slechte opbrengst veroorzaken, een groter aantal bijproducten creëren, een meer gecompliceerde en tijdrovende zuivering vereisen, en mogelijk een mislukte synthese produceren.
De verpakking van n-butyllithium moet robuust genoeg zijn om het materiaal tijdens vervoer te beschermen, terwijl het reagens ook zo droog mogelijk moet blijven bij herhaald gebruik. Gangbare laboratoriumpogingen om de kwaliteit van lucht- en vochtgevoelige reagentia te handhaven zijn onder meer:
- Het toevoegen van rubber bungs aan geopende reagensflessen
- Het afdichten van deksels en doppen met paraffinefolie wrap
- Het opslaan van flessen in zakken die droogmiddel bevatten
- Een combinatie van deze en andere tactieken
Deze methoden hebben ernstige beperkingen en zijn niet toereikend voor de veilige, langdurige opslag van organolithiumreagentia.
Verpakkingsverbeteringen
De moderne vooruitgang op het gebied van verpakkingsontwerp helpt de chemici van vandaag te profiteren van n-butyllithium van hoge kwaliteit dat zijn oorspronkelijke reactiviteit behoudt. Acros Organics watervrije alkyllithiumreagentia zijn verpakt in stevige borosilicaatflessen met speciale AcroSeal-doppen die een betere bescherming bieden tegen lucht en vocht.
Acros Organics alkyllithiumreagentia worden verpakt wanneer de chemische stof zo droog mogelijk is om een optimale reactiviteit te leveren, en het innovatieve AcroSeal-systeem helpt het reagens droog te blijven. En het kan veilig worden gehanteerd bij herhaald gebruik zonder afbreuk te doen aan het gebruiksgemak.
AcroSeal verpakking biedt een veilige en effectieve manier voor het hanteren van n-butyllithium en andere lucht- en vochtgevoelige organolithium reagentia. Het reagens kan uit de fles worden verwijderd onder een inerte atmosfeer. Doppen zijn voorzien van een breder septum (figuur 2) dat handig groot is en wel 20 tot 30 keer en op meerdere plaatsen kan worden doorgeprikt, zodat u niet twee keer in hetzelfde gat hoeft te prikken (een veel voorkomende bron van blootstelling aan atmosferische invloeden). Het brede septum maakt het ook gemakkelijker om het reagens droog te houden wanneer het wordt overgebracht naar droog labware. Het meerlaagse septum is bekleed met een polymeer elastomeer met een inert fluorpolymeer gecoat oppervlak, waardoor de weerstand tegen beschadiging door de reagentia in het flesje wordt verbeterd.
Acros Organics Organolithium Reagents worden geleverd in een reeks van maten, waardoor afval en ineffectieve reagentia worden geminimaliseerd door de precieze hoeveelheid te leveren die u nodig hebt. Uiteindelijk zijn er geen ongebruikte reagentia op de plank – een veel voorkomend beeld in veel laboratoria.
Hoogwaardige Organolithium Reagentia voor Hoogwaardige Syntheses
Ontsluiting van het volledige potentieel van alkyllithiumverbindingen vereist het gebruik van hoogwaardige watervrije reagentia en oplosmiddelen die niet zijn aangetast door blootstelling aan lucht of vocht. Om alle chemicaliën die aan reactievaten worden toegevoegd zo droog mogelijk te houden, gebruikt het Acros Organics merk AcroSeal verpakkingen om een uitgebreide reeks reagentia en oplosmiddelen te beschermen. AcroSeal-verpakkingen vergemakkelijken de veilige overdracht van die reagentia in het reactievat, terwijl chemici het maximale uit hun reacties kunnen halen.
Het Acros Organics-merk biedt veel populaire butyllithiumproducten in AcroSeal-verpakking. Bezoek fishersci.com/organometallics om ons volledige aanbod van alkyllithiumproducten te bekijken.