sec-Butyllithium

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Strukturformel
Struktur von sec-Butyllithium
Allgemeines
Name sec-Butyllithium
Andere Namen
  • s-Butyllithium
  • s-BuLi
Summenformel C4H9Li
CAS-Nummer 598-30-1
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit[1]

Eigenschaften
Molare Masse 64,05 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Siedepunkt

90 °C (0,05 Torr)[2]

Löslichkeit

löslich in Cyclohexan[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]

Lösung in Cyclohexan

02 – Leicht-/Hochentzündlich 05 – Ätzend 07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225​‐​304​‐​314​‐​336​‐​410
P: 210​‐​261​‐​273​‐​280​‐​301+310​‐​305+351+338Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][3]

bezogen auf 1,4 M Lösung in Cyclohexan

Ätzend Leichtentzündlich Umweltgefährlich
Ätzend Leicht-
entzündlich
Umwelt-
gefährlich
(C) (F) (N)
R- und S-Sätze R: 11​‐​15​‐​17​‐​34​‐​65​‐​67Vorlage:R-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​50/53
S: 26​‐​36/37/39​‐​43​‐​45​‐​60​‐​61Vorlage:S-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​62
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

sec-Butyllithium (s-BuLi) ist eine sekundäre metallorganische Verbindung des Elements Lithium (Organolithium-Verbindung). Daneben gibt es noch die isomeren Formen n-Butyllithium und tert-Butyllithium. Die Basizität nimmt in der Reihe n-Butyllithium < sec-Butyllithium < tert-Butyllithium zu. s-BuLi ist somit die zweitstärkste Base in dieser Reihe. sec-Butyllithium ist kommerziell üblicherweise als Lösung in Cyclohexan erhältlich. Während der Lagerung kann sich ein feiner Lithiumhydrid-Niederschlag bilden; Dies führt auch zu Konzentrationserniedrigung der Lösungen.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Die Synthese kann durch Reaktion von 2-Chlorbutan mit elementarem Lithium erfolgen.[5]

Herstellung von sec.-Butyllithium

Eigenschaften[Bearbeiten]

Sec-butyllithium-2D-skeletal.png

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

sec-Butyllithium ist eine farblose, viskose Flüssigkeit.[6] Für den Reinstoff wurde massenspektrometrisch eine Tetramerstruktur nachgewiesen.[7] In unpolaren Lösungsmitteln wie Benzol, Cyclohexan oder Cyclopentan liegt die Verbindung als Tetramer vor.[6][8][9] Bei Temperaturen von −41 °C konnte in Cyclopentan mittels 6Li-NMR-Spektroskopie ein Hexamer detektiert werden.[9] In Lösungsmitteln mit Donoreigenschaften wie Tetrahydrofuran existiert ein Gleichgewicht zwischen dimeren und monomeren Strukturen.[10]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

s-BuLi kann für den Lithium-Halogenaustausch an halogenierten Aromaten oder zum Deprotonieren, beispielsweise von Aminen oder Alkoholen, verwendet werden. Mit Kupfer(I)-iodid werden Lithiumdi-sec-butylcuprate gebildet. Im Vergleich zu n-BuLi reagiert s-BuLi bei Raumtemperatur schneller mit Diethylether und THF. Die Verbindung zerfällt bei Raumtemperatur langsam bzw. bei erhöhter Temperatur schneller in Lithiumhydrid und einem Butengemisch aus 1-Buten, cis-2-Buten und trans-2-Buten.[11][12]

Zersetzung von sec.-Butyllithium

Reines s-Butyllithium ist pyrophor[1] und verbrennt an der Luft mit einer typisch roten Flamme.

Verwendung[Bearbeiten]

Die Kohlenstoff-Lithium-Bindung ist stark polarisiert, was dazu führt, dass der Kohlenstoff sehr nucleophil und basisch ist. s-Buli ist basischer als n-Buli und zusätzlich sterisch mehr gehindert. Diese beiden Eigenschaften kann man sich in diversen Synthesen zu Nutze machen. Es wird z. B. eingesetzt, wenn nur eine schwache C-H-Acidität vorliegt und n-BuLi keine zufriedenstellende Resultate liefert. Zudem wird s-Butyllithium als Katalysator für technische Polymerisationen von Isopren, Butadien und Styrol verwendet.[1]

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

s-BuLi ist an der Luft selbstentzündlich und reagiert zudem heftig mit Wasser. Das Reagenz muss daher immer unter Schutzgas (z. B. Argon) gelagert und gehandhabt werden.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Butyllithium. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 6. Dezember 2013.
  2. Ovaska, T. V. "s-Butyllithium" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons: New York. doi:10.1002/047084289X.rb397.
  3. a b c d Datenblatt sec-Butyllithium solution, 1.4 M in cyclohexane bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. April 2011 (PDF).
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. H. Gilman, F. W. Moore, and O. Baine: Secondary and Tertiary Alkyllithium Compounds and Some Interconversion Reactions with Them, in: J. Am. Chem. Soc. 63 (1941) 2479–2482, doi:10.1021/ja01854a046.
  6. a b Wietelmann,U.; Bauer, R.J.: Lithium and Lithium Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a15_393
  7. Plavsic, D.; Srzic, D.; Klasinc, L.: Mass spectrometric investigations of alkyllithium compounds in the gas phase in J. Phys. Chem. 90 (1986) 2075–2080, doi:10.1021/j100401a020.
  8. Bywater, S.; Worsfold, D.J.: Alkyllithium anionic polymerization initiators in hydrocarbon solvents in J. Organomet. Chem. 10 (1967) 1–6.
  9. a b Fraenkel, G.; Henrichs, M.; Hewitt, M.; Su, B.M.: Structure and dynamic behavior of a chiral alkyllithium compound: 13C and 6Li NMR of sec-butyllithium in J. Am. Chem. Soc. 106 (1984) 255–256.
  10. Bauer,W.; Winchester, W.R.; von Schleyer, P.: 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) 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) 1258–1259, doi:10.1021/jo01015a514.
  12. Glaze, W.H.; Lin, J.; Felton, E.G.: The Pyrolysis of Unsolvated Alkyllithium Compounds in in J. Org. Chem. 31 (1966) 2643–2645, doi:10.1021/jo01346a044.

Literatur[Bearbeiten]

  • Autorenkollektiv: 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.