Кіріспе
Химиялық қосылыс n Бутиллитий C4H9Li (қысқаша n BuLi) – органолитий реагенті. Ол полибутадиен немесе стирен-бутадиен-стирен (SBS) сияқты эластомерлерді өндіруде полимерлендіру инициаторы ретінде кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, ол фармацевтикалық өнеркәсіпте органикалық қосылыстарды синтездеуде күшті негіз (супербаза) ретінде жиі қолданылады. Бутиллитий коммерциялық түрде ерітінділер түрінде (15%, 25%, 1,5 М, 2 М, 2,5 М, 10 М және т.б.) алкандарда, мысалы пентан, гексан және гептанды қолданып шығарылады. Диэтил эфирі мен ТГФ (THF) ерітінділерін дайындауға болады, бірақ олар сақтау үшін жеткілікті тұрақты емес. Әлем бойынша бутиллитий және басқа органолитий қосылыстарының жылдық өндірісі мен тұтынуы 2000-3000 тоннаға бағаланады. Бутиллитийдің өзі түссіз болғанымен, n-бутиллитий көбінесе алкандарда ақшыл сары түсті ерітінді түрінде кездеседі. Мұндай ерітінділер дұрыс сақталған жағдайда ұзақ уақытқа дейін тұрақты болады, бірақ іс жүзінде уақыт өте келе тозады. Ірі емес ақ тұнба (литий гидриді) пайда болады және түсі қызғылт сарыға өзгереді.
n Butyllithium C4H9Li (abbreviated n BuLi) is an organolithium reagent. It is widely used as a polymerization initiator in the production of elastomers such as polybutadiene or styrene butadiene styrene (SBS). Also, it is broadly employed as a strong base (superbase) in the synthesis of organic compounds as in the pharmaceutical industry. Butyllithium is commercially available as solutions (15%, 25%, 1.5 M, 2 M, 2.5 M, 10 M, etc.) in alkanes such as pentane, hexanes, and heptanes. Solutions in diethyl ether and THF can be prepared, but are not stable enough for storage. Annual worldwide production and consumption of butyllithium and other organolithium compounds is estimated at 2000 to 3000 tonnes. Although butyllithium is colorless, n butyllithium is usually encountered as a pale yellow solution in alkanes. Such solutions are stable indefinitely if properly stored, but in practice, they degrade upon aging. Fine white precipitate (lithium hydride) is deposited and the color changes to orange.
Құрылымы мен жабысуы
n BuLi қатты күйде де, ерітіндіде де кластер ретінде кездеседі. Органолитий қосылыстары үшін агрегаттануға бейімділік кең таралған. Агрегаттар литий мен бутил тізбегінің соңғы көміртегі арасындағы делокальданған ковалентті байланыстармен ұсталып тұрады. n BuLi жағдайында кластерлер тетрамерлік (эфирде) немесе гексамерлік (циклогександа) болып табылады. Бұл кластер – бұрмаланған кубан түріндегі кластер, мұнда Li және CH2R топтары кезекпен орналасқан төбелерде болады. Баламалы сипаттама тетрамерді [CH2R]4 тетраэдрімен өзара келіп-кетіп жатқан Li4 тетраэдрі ретінде сипаттайды. Кластер ішіндегі байланыс диборанды сипаттау үшін қолданылатын байланысқа ұқсас, бірақ сегіз атом қатысқандықтан күрделірек. Электронға бай сипатын көрсете отырып, n-бутиллитий Льюис қышқылдарына өте реактивті. Көміртектің (2.55) және литийдің (0.98) электронегативтіліктерінің айқын айырмашылығына байланысты C-Li байланысы жоғары поляризацияланған. Зарядтың бөлінуі 55–95% деп есептелген. Практикалық тұрғыдан алғанда, n BuLi көбінесе бутил анионы, n Bu−, және литий катионы, Li+ ретінде реакцияға түседі деп қарастырылады.
Реакциялар
Бутиллитий - күшті негіз (pKb ≈ 36), бірақ ол басқа реактивтерге байланысты қуатты нуклеофил және тотықтырғыш болып табылады. Сонымен қатар, n BuLi күшті нуклеофил болудан өзге, эфирлер және үшіншілік аминдер сияқты протонсыз Льюис негіздеріне литий орталықтарына байланысу арқылы кластерлерді жартылай ыдыратып жібереді. Оны күшті негіз ретінде қолдану металдану деп аталады. Реакциялар көбінесе тетрагидрофуран және диэтил эфирде жүргізіледі, олар пайда болатын органолитий туындылары үшін жақсы еріткіштер болып табылады (төменде қараңыз).