n-butillitio: proprietà, reazioni, usi

L’n-butillitio è uno tra i più importanti composti litio-organici che ha formula CH3CH2CH2CH2Li utilizzato nella polimerizzazione anionica vinilica.

A seguito di aggiunta di tetraidrofurano  o etere etilico la specie più comune è il tetramero con quattro molecole di solvente coordinate. Aumentando la concentrazione di etere il tetramero si disaggrega parzialmente e si forma un dimero tetrasolvatato.

Proprietà dell’n-butillitio

Si presenta come un liquido incolore, instabile e commercializzato in soluzione di alcani, prevalentemente esani, a varie concentrazioni dove assume colorazione gialla.

Le soluzioni più diluite sono relativamente stabili ma quelle concentrate danno luogo alla decomposizione termica per dare 1-butene e idruro di litio secondo la reazione:
CH3CH2CH2CH2Li → CH3CH2CH=CH2 + LiH

L’idruro di litio prodotto è un materiale piroforico.

L’n-butillitio è una base forte, un energico nucleofilo e un buon riducente a causa della natura altamente polare del legame carbonio-litio.

Come altri composti litio-organici l’n-butillitio tende ad aggregarsi. In solventi idrocarburici a – 40°C esiste principalmente come ottamero. Tuttavia, aumentando la temperatura, diventa predominante un aggregato esamero.

Sintesi

Può essere preparato, con resa elevata, a partire da 1-clorobutano o 1-bromobutano e litio metallico in etere etilico anidro o solventi idrocarburici:
CH3CH2CH2CH2Cl + 2 Li → CH3CH2CH2CH2Li + LiCl

Reazioni

L’n-butillitio reagisce con:

  • l’etino in presenza di tetraidrofurano per dare acetiluro di litio e n-butano:
    CH3CH2CH2CH2Li + HC≡CH + CH3CH2CH2CH2Li → HC≡CLi + CH3CH2CH2CH3
  • bromuri o ioduri alchilici per dare bromobutano (iodobutano) e un composto litio-organico:
    CH3CH2CH2CH2Li + RBr → CH3CH2CH2CH2Br + RLi
  • biossido di carbonio per dare pentanoato di litio:
    CH3CH2CH2CH2Li + CO2 → CH3CH2CH2CH2COOLi
  • per riscaldamento dà luogo a una reazione di decomposizione con formazione di idruro di litio 1-butene
    C4H9Li → LiH + CH3CH2CH=CH2

Usi

L’ n butillitio è utilizzato per la sua capacità di generare altri composti litio-organici funzionalizzati mediante metallazione. Le reazioni di metallazione si basano sulla capacità dell’n-butillitio di deprotonare i protoni debolmente acidi presenti in aldeidi, chetoni, solfoni, nitrili e altri composti.

È utilizzato quale iniziatore nella polimerizzazione vinilica grazie alla scissione di una parte di molecole che porta alla formazione del carbanione CH3CH2CH2CH2 . Esso attacca il doppio legame di un alchene. Un esempio è l’attacco all’etene che porta alla formazione di un altro carbanione nella fase di iniziazione:

CH3CH2CH2CH2+  CH2=CH2 → CH3CH2CH2CH2CH2CH2

La reazione prosegue nella fase di propagazione con formazione di catene sempre più lunghe.

La terminazione avviene quando si aggiunge una specie protica come H2O o NH3 nel sistema di reazione.

 

ARGOMENTI

GLI ULTIMI ARGOMENTI

TI POTREBBE INTERESSARE

Resa percentuale in una reazione. Esercizi svolti e commentati

La resa percentuale di una reazione costituisce un modo per valutare l'economicità di una reazione industriale che può essere accantonata se è bassa. Si possono...

Bilanciamento redox in ambiente basico: esercizi svolti

Il bilanciamento di una reazione redox in ambiente basico  può avvenire con  il metodo delle semireazioni. Nel bilanciamento vanno eliminati di eventuali ioni spettatori...

Reagente limitante: esercizi svolti

Si definisce reagente limitante di una reazione chimica quella specie che si consuma per prima e che determina la quantità dei prodotti di reazione. Per...