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]

für die 1.4 M Lösung in Cyclohexan[4]

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 [5][3]

für die 1.4 M Lösung in Cyclohexan[4]

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.[6]

Herstellung von sec.-Butyllithium

Eigenschaften[Bearbeiten]

Sec-butyllithium-2D-skeletal.png

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

sec-Butyllithium ist eine farblose, viskose Flüssigkeit.[7] Für den Reinstoff wurde massenspektrometrisch eine Tetramerstruktur nachgewiesen.[8] In unpolaren Lösungsmitteln wie Benzol, Cyclohexan oder Cyclopentan liegt die Verbindung als Tetramer vor.[7][9][10] Bei Temperaturen von −41 °C konnte in Cyclopentan mittels 6Li-NMR-Spektroskopie ein Hexamer detektiert werden.[10] In Lösungsmitteln mit Donoreigenschaften wie Tetrahydrofuran existiert ein Gleichgewicht zwischen dimeren und monomeren Strukturen.[11]

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.[12][13]

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 Eintrag zu 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. a b Teile der Gefahrstoffkennzeichnung beziehen sich auf die Gefahren, die durch das Lösungsmittel verursacht werden.
  5. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  6. 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.
  7. 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
  8. 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.
  9. Bywater, S.; Worsfold, D.J.: Alkyllithium anionic polymerization initiators in hydrocarbon solvents in J. Organomet. Chem. 10 (1967) 1–6.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.