n -butillitio

Una de las propiedades químicas más útiles del n -BuLi es su capacidad para desprotonar una amplia gama de ácidos de Brønsted débiles . El t -butillitio y el s -butillitio son más básicos. El n -BuLi puede desprotonar (es decir, metalar) muchos tipos de enlaces C−H, especialmente cuando la base conjugada está estabilizada por deslocalización electrónica o por uno o más heteroátomos (átomos que no son de carbono). Algunos ejemplos incluyen acetilenos ( H− CC−R), metilsulfuros ( H − _CH₂SR ), tioacetales ( H ₋ CH(SR) _₂ , por ejemplo, ditiano ) , metilfosfinas ( H − _{CH₂PR₂ )} , furanos , tiofenos y ferroceno (Fe( _H − C₅H₄ _{) (} C₅H₅ ) ) . ^{[ 9 ]} Además de estos, también desprotonará todos los compuestos más ácidos, como alcoholes, aminas, compuestos carbonílicos enolizables y cualquier compuesto abiertamente ácido, para producir alcóxidos, amidas, enolatos y otras sales de litio, respectivamente. La estabilidad y volatilidad del butano resultante de estas reacciones de desprotonación es conveniente, pero también puede ser un problema para reacciones a gran escala debido al volumen de gas inflamable producido.

LiC ₄ H ₉ + RH → C ₄ H ₁₀ + RLi

La basicidad cinética del n -BuLi se ve afectada por el disolvente o codisolvente. Los ligandos que complejan el Li ⁺ , como el tetrahidrofurano (THF), la tetrametiletilendiamina (TMEDA), la hexametilfosforamida (HMPA) y el 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano ( DABCO ), polarizan aún más el enlace Li−C y aceleran la metalación. Estos aditivos también pueden facilitar el aislamiento del producto litiado, un ejemplo conocido de ello es el dilitioferroceno.

Fe(C ₅ H ₅ ) ₂ + 2 LiC ₄ H ₉ + 2 TMEDA → 2 C ₄ H ₁₀ + Fe (C ₅ H ₄ Li) ₂ (TMEDA) ₂

La base de Schlosser es una superbase producida al tratar butillitio con t- butóxido de potasio . Es cinéticamente más reactiva que el butillitio y se usa frecuentemente para realizar metalaciones difíciles. Si bien contiene algo de n -butilpotasio, que es una base más fuerte que el n -BuLi, la reactividad de la mezcla no es exactamente la misma que la del n -butilpotasio aislado. ^{[ 10 ]}

Un ejemplo del uso de n -butillitio como base es la adición de una amina al carbonato de metilo para formar un carbamato de metilo , donde el n -butillitio sirve para desprotonar la amina:

n -BuLi + R ₂ NH + (MeO) ₂ CO → R ₂ NCO ₂ Me + LiOMe + BuH

El butillitio reacciona con algunos bromuros y yoduros orgánicos en una reacción de intercambio para formar el derivado de organolitio correspondiente. La reacción generalmente falla con cloruros y fluoruros orgánicos.

C ₄ H ₉ Li + RX → C ₄ H ₉ X + RLi  (X = Br, I)

Esta reacción de intercambio litio-halógeno es útil para la preparación de varios tipos de compuestos RLi, en particular arílicos.litio y algo de viniloreactivos de litio. Sin embargo, la utilidad de este método se ve significativamente limitada por la presencia en la mezcla de reacción de n -BuBr o n -BuI, que pueden reaccionar con el reactivo RLi formado, y por reacciones de deshidrohalogenación competitivas , en las que el n -BuLi actúa como base:

2 C ₄ H ₉ Br + RLi → 2 C ₄ H ₉ R + LiBr

2 C ₄ H ₉ Li + R′CH=CHBr → 2 C ₄ H ₁₀ + R′C≡CLi + LiBr

Estas reacciones secundarias son significativamente menos importantes para el RI que para el RBr, ya que el intercambio yodo-litio es varios órdenes de magnitud más rápido que el intercambio bromo-litio. Por estas razones, los yoduros de arilo, vinilo y alquilo primario son los sustratos preferidos, y se suele usar t -BuLi en lugar de n -BuLi, ya que el t -BuI formado se destruye inmediatamente por el t -BuLi en una reacción de deshidrohalogenación (lo que requiere dos equivalentes de t -BuLi). Alternativamente, los reactivos de vinil-litio se pueden generar por reacción directa del haluro de vinilo (por ejemplo, cloruro de ciclohexenilo) con litio o por intercambio estaño-litio (véase la siguiente sección). ^{[ 3 ]}

Una familia de reacciones relacionadas son las transmetalaciones , en las que dos compuestos organometálicos intercambian sus metales. Muchos ejemplos de tales reacciones implican el intercambio de litio con estaño :

C ₄ H ₉ Li + Me ₃ SnAr → C ₄ H ₉ SnMe ₃ + LiAr  (donde Ar es arilo y Me es metilo)

_{Las reacciones de intercambio estaño-litio presentan una ventaja} importante sobre los intercambios halógeno-litio para la preparación de reactivos de organolitio: los compuestos de estaño resultantes (C₄H₉SnMe₃ _en el _ejemplo anterior _{) son mucho menos reactivos frente a los reactivos de litio que los productos de} haluro de los intercambios halógeno-litio correspondientes (C₄H₉Br o _C₄H₉Cl ) _. Otros metales y metaloides que experimentan tales reacciones de intercambio son los compuestos orgánicos de mercurio , selenio y telurio .

Los reactivos de organolitio, incluido el n -BuLi, se utilizan en la síntesis de aldehídos y cetonas específicos . Una de estas vías sintéticas es la reacción de un reactivo de organolitio con amidas disustituidas :

R ¹ Li + R ² CONMe ₂ → LiNMe ₂ + R ² C(O)R ¹

El THF se desprotona por butillitio, especialmente en presencia de TMEDA , mediante la pérdida de uno de los cuatro protones adyacentes al oxígeno. Este proceso, que consume butillitio para generar butano, induce una apertura del anillo para dar enolato de acetaldehído y etileno . ^{[ 11 ]} Por lo tanto, las reacciones de BuLi en THF se realizan típicamente a bajas temperaturas, como  −78  °C, que se produce convenientemente mediante un baño de congelación de hielo seco y acetona. También se utilizan temperaturas más altas (−25  °C o incluso −15  °C).

Cuando se calienta, el n -BuLi, de forma análoga a otros reactivos de alquillitio con "hidrógenos β", sufre una eliminación de β-hidruro para producir 1-buteno e hidruro de litio (LiH):

C4H9Li _→ LiH + _{CH3CH2CH =} CH2_​​_​