叔丁基锂或t-BuLi

本Valsler

本周,卡特里娜克雷默说,研究人员希望驯服一个危险的试剂与含盐溶剂。

卡特里娜克莱默

有些化学物质你真的不想惹——双氧二氟化物,例如,与各种各样的化合物反应剧烈甚至在-180°C;或叠氮化汞,不仅引爆在轻微的挑衅也喷出了有毒汞化合物时爆炸。幸运的是,这些都是化学的好奇心,研究人员做了一次,但不太可能再次让(理由)。然而,其他危险化合物是如此有用,化学家们不能保持他们的手。其中一个是叔丁基锂,也叫做t-BuLi:合成化学家的主食,而发火的一面。

作为一个主要组有机金属化学,斯特拉思克莱德大学的伊娃何伟亚不仅与t-BuLi还有很多其他烷基锂化合物。

伊娃何伟亚

Organolithium化合物被广泛使用在世界各地,不仅在学术界——5月工业和商业情况下这些试剂是至关重要的。我相信这是90至90的药物生产的制药公司,他们需要,至少在一个步骤的合成,这些试剂的使用。所以对社会的影响,也对经济,是巨大的。

卡特里娜克莱默

这些化合物仍然广受欢迎,在一定程度上由于大极性lithium-carbon债券,这使得它们非常活泼。

伊娃何伟亚

当然,反应总是权衡。这里的权衡是这些试剂有时遭受低选择性;有时他们限制很多基质的类型,他们可以兼容。努力克服这些限制,在许多情况下,您必须使用这些试剂在非常低的温度下,相对毒性的溶剂,你总是使用它们在缺乏空气或水分,因为他们很快分解。事实上,他们中的许多人发火的,所以你必须非常小心你如何操纵这些试剂。这可能是特别具有挑战性的,当我们在看反应在工业大规模场景。

卡特里娜克莱默

锂是一种元素,真的想摆脱它的一个电子,它将向邻近的碳。但真正使t-BuLi活性,而其友好得多线性表兄n丁基锂,叔碳不喜欢处理锂电子的盈余。被三个甲基已经温和电子捐赠+额外的电子意味着中央碳有很多局部的负电荷。因此,t-BuLi非常基本和木琴质子从一切可以达到:从微酸性有机化合物共同溶剂四氢呋喃或乙醚等,当然,水。

即使是少量的水(如水蒸气在空气中)氧气足以产生激烈的反应。在与空气接触,t-BuLi自发地爆发成明亮的橙色火焰。因为t-BuLi也与大多数反应溶剂、化工企业出售它的稀溶液不起化学反应的己烷或戊烷,这两个也是易燃。这意味着如果有一个organolithium火,通常一些易燃的溶剂混合,。

加州大学洛杉矶分校的学生Sheri Sangji悲剧里,从主要燃烧2009年去世后一个实验涉及大量t-BuLi出错,应该提醒每一个化学家,这种化合物需要受到尊重。研究人员使用t-BuLi必须遵守严格的安全措施:只使用少量和执行反应在排除空气和水分而穿不易燃的衣服和一个关心labmate和紧急淋浴附近都安全地处理t-BuLi的最低限度要求。

虽然烷基锂是强大的试剂,他们也容易发生副反应,形成无用的副产品。的安全问题,这就是为什么化学家通常在-78°C进行反应和维护一个反应容器内惰性气体氛围隔绝空气和水分。

伊娃何伟亚

我想最终挑战这种类型的化学是我们如何使用它们在正常的气氛中,而不存在氩或氮天然气-空气下,如何使这些试剂符合环保的溶剂。我们发现,如果我们使用深低共熔溶剂alternativbe媒体——和深低共熔溶剂是一种新型的溶剂,离子液体、环保,由组件可降解和biorenewable——如果我们使用这些类型的溶剂可以激活organolithium溶剂以这样一种方式,在室温下反应发生极其迅速。因为他们非常快,您不需要使用一个惰性气氛,可以使这些反应符合水或湿气。

卡特里娜克莱默

深低共熔溶剂不同盐的混合物在室温下是液态。虽然大多数离子化合物有很高的熔点(例如氯化钠时钟在略高于800度),混合的盐在正确的数量使共晶混合物,融化在更低温度下比它的各个组件。这些非比寻常溶剂无毒和很便宜——一个化合物何伟亚团队使用的是氯化胆碱,鸡饲料添加剂。

深陷低共熔溶剂,organolithium反应速度远远超过任何其他溶剂。这个建议已经高活性烷基锂化合物越来越咸的溶剂中反应混合物,这似乎违反直觉。何伟亚怎么的团队已经不需要控制反应冷却或在惰性气氛下进行吗?

伊娃何伟亚

当你工作在这些系统中,你的反应的主要敌人是水解或分解的有机金属试剂。所以我们激活它,我们可以克服这个分解途径。同时,我们调整他们的选择性,我们发现在反应的类型,我们看,我们越来越选择性比当我们使用传统的溶剂。

卡特里娜克莱默

因为他们是由离子组成,深低共熔溶剂非常擅长稳定带电或高度极性分子;但是他们如何发挥作用还不清楚。何伟亚认为盐溶剂也可以驯服其他更热烈的有机金属试剂。

伊娃何伟亚

我们的一些初步研究表明,我们可以用格氏试剂也非常基本的和非常重要的合成。和目前的一些工作经历在我们的研究小组表明,这些溶剂提供潜力巨大organo-zinc试剂,再次被广泛使用在许多碳碳键的形成过程中,他们也很被动的在空气和水分的存在。所以我认为有两种方法可以看这个工作:首先,我们正在开发新的环保条件下使用这些试剂的方法,其次,这是我真的想强调我们激活这些有机金属试剂,是否这是organo-lithiium,锌和镁,使他们的工作甚至比当我们使用惰性气氛条件或挥发性有机溶剂。

卡特里娜克莱默

尽管化学家仍然需要小心处理t-BuLi及其弟兄,深低共熔溶剂可以帮助他们引导t-BuLi炮弹的反应性、象箭头一样的精度。

本Valsler

卡特里娜·克莱默,用Eva何伟亚斯特拉思克莱德大学的叔丁基锂或t-BuLi。下周,布莱恩·克莱格回到家族的化合物和一些有关的用途。

布莱恩·克莱格

他们非常有建设性——很少直接使用但每个构件和其他化合物的一个重要贡献者。不幸的是,尽管其中一些最终产品可用于化学武器。

本Valsler

加入布莱恩下周找到更多。在那之前,让我们知道如果有什么你想让我们盖——电子邮件chemistryworld@rsc.org或推特@chemistryworld。我本Valsler,谢谢聆听。