Composti litio-organici: caratteristiche, formazione e reazioni
I composti litio-organici, noti anche come reattivi di Grignard insieme ai composti organici del magnesio, sono conosciuti per la loro alta reattività come nucleofili. Sono solubili in eteri, composti alifatici e aromatici, e hanno la capacità di polimerizzare nel tetraidrofurano. Nelle soluzioni, possono formare aggregati come dimeri, tetrameri ed esameri, il che influisce sulla loro reattività. La presenza di complessanti forti come la tetrametiletilendiammina può aumentare la reattività dei composti litio-organici rompendo la struttura degli aggregati.
I composti litio-organici come il n-butillitio, il metillitio e il t-butillitio trovano impiego come basi forti, nucleofili, riducenti, in reazioni di metallazione, come iniziatori e/o catalizzatori nelle polimerizzazioni e come catalizzatori nelle sintesi organiche.
La sintesi dei composti litio-organici avviene mediante la reazione tra un cloruro alchilico e litio in benzene o in un idrocarburo alifatico, ad esempio: R-Cl + 2 Li → R-Li + LiCl. Tra i composti litio-organici più importanti, il n-butillitio può essere ottenuto dalla reazione tra l’1-bromobutano e il litio secondo l’equazione: C4H9Br + 2 Li → C4H9Li + LiBr. Inoltre, molti composti litio-organici possono essere preparati a partire dal n-butillitio o da altri composti alchillitio tramite reazioni di metallazione, in cui un metallo viene introdotto in una molecola organica sostituendo un atomo di idrogeno con un metallo.
I composti litio-organici mostrano decomposizione termica, producendo alcheni e idruro di litio. Inoltre, in presenza di acqua formano alcano e idrossido di litio, mentre in presenza di ossigeno danno luogo alla formazione di un alcossido.
Dal punto di vista delle reazioni, i composti litio-organici attaccano i composti contenenti un gruppo carbonilico tramite attacco nucleofilo del carbanione, producendo alcoli primari, secondari o terziari a seconda del composto di partenza. La reazione del biossido di carbonio con un composto litio-organico porta alla formazione di un acido carbossilico. Inoltre, i composti litio-alchilici possono sottostare al riarrangiamento [1,2] di Witting con gli eteri, producendo alcoli secondo un meccanismo radicalico, e ad una reazione sigmatropica detta riarrangiamento [2,3] di Witting con gli eteri allilici, producendo alcoli allilici.
Un’applicazione importante dei composti litio-organici, in particolare del n-butillitio, è nel campo industriale come catalizzatori nella polimerizzazione anionica di polimeri come polibutadiene, poliisoprene e polistirene.
