tert-Butyllithium

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Strukturformel
Struktur von tert-Butyllithium
Allgemeines
Name tert-Butyllithium
Andere Namen
  • t-Butyllithium
  • t-BuLi
Summenformel C4H9Li
CAS-Nummer 594-19-4
Kurzbeschreibung

farbloser, pyrophorer Feststoff[1]

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

fest

Schmelzpunkt

140 °C (Zersetzung)[2]

Löslichkeit

löslich in Pentan[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze H: siehe oben
P: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

tert-Butyllithium (t-BuLi) ist eine tertiäre metallorganische Verbindung des Elements Lithium (Organolithium-Verbindung). Daneben gibt es noch die isomeren Formen n-Butyllithium und sec-Butyllithium. Die Basizität nimmt in der Reihe n-Butyllithium < sec-Butyllithium < tert-Butyllithium zu. t-BuLi ist somit die stärkste Base in dieser Reihe. t-BuLi zerfällt bei Raumtemperatur in Lithiumhydrid und Isobuten. Das entstandene Isobuten wird durch weiteres t-BuLi in der Allylstellung deprotoniert, was zu einer weiteren Konzentrationserniedrigung des t-BuLi führt.

Darstellung[Bearbeiten]

Die Synthese kann durch Reaktion von t-Butylbromid mit Lithium (Pulver) erfolgen.

\mathrm{2 \ Li + C_4H_9Br \longrightarrow LiC_4H_9 + LiBr}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Im Handel ist es ausschließlich als Lösung in Alkanen (zumeist in Pentan oder Heptan) erhältlich, wobei eine Konzentration von 1,7 mol/L üblich ist. Ether wie THF oder Diethylether sind als Lösemittel zur Lagerung ungeeignet, da sie rasch zersetzt werden. t-BuLi ist auch in Lösung äußerst pyrophor und verbrennt an der Luft mit einer typisch roten Flamme.

Reaktionen[Bearbeiten]

Die Lithium-Kohlenstoff-Bindung im tert-Butyllithiummolekül ist stark polarisiert. Das Kohlenstoffatom trägt dabei eine negative und das Lithiumatom eine positive Partialladung. tert-Butyllithium verhält sich daher chemisch ähnlich wie ein entsprechendes Carbanion. Durch Formulierung einer mesomeren Grenzstruktur lässt sich dieses Verhalten veranschaulichen:[4]

Tert-Butyllithium, Mesomerie.svg


Ähnlich wie n-Butyllithium kann auch t-BuLi für den Lithium-Halogenaustausch und zum Deprotonieren von Aminen und aktivierten C-H-Verbindungen verwendet werden. t-BuLi kann zudem die Alpha-Position der Ether angreifen.

Dies zeigt das Beispiel Tetrahydrofuran, welches bereits bei Raumtemperatur innerhalb von Minuten zersetzt wird:

Zersetzung THF tert-Butyllithium1.svg
Zersetzung THF tert-Butyllithium2.svg

Diese Methode wird zum Beispiel benutzt, wenn deprotonierter Acetaldehyd benötigt wird.

Verwendung[Bearbeiten]

t-BuLi hat in der modernen synthetischen organischen Chemie Bedeutung als ultrastarke Base bzw. als Lithiierungsreagenz erlangt. Da es wesentlich pyrophorer als n-BuLi ist, wird es weniger oft eingesetzt. In einigen Fällen wird es wegen der höheren Basizität oder aus sterischen Gründen (der t-Butylrest ist räumlich relativ groß) verwendet.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Wie oben erwähnt ist t-BuLi auch in Lösung äußerst pyrophor. Die Handhabung und Lagerung muss daher stets unter Schutzgas stattfinden. t-BuLi reagiert zudem heftig mit Wasser zu Lithiumhydroxid und Isobutan. Bei längerer Lagerung bildet sich ein Bodensatz aus ebenfalls pyrophorem Lithiumhydrid (aus der Selbstzersetzung) und Lithiumhydroxid (eingedrungene Feuchtigkeit).

Quellen[Bearbeiten]

  1. Butyllithium. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 24. Mai 2014.
  2. a b Ulrich Wietelmann, Richard Bauer: Lithium and Lithium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a15 393.
  3. Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  4. K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organische Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, 2005, ISBN 978-3-527-29819-8