Il composto litio-organico n-butillitio con formula CH₃CH₂CH₂CH₂Li è ampiamente utilizzato nella polimerizzazione anionica vinilica. Quando viene aggiunto il solvente tetraidrofurano o etere etilico, si forma comunemente un tetramero con quattro molecole di solvente coordinate, che con concentrazioni maggiori si trasforma parzialmente in un dimero tetrasolvatato.
Proprietà
Indice Articolo
L’n-butillitio agisce come base forte, nucleofilo energico e riducente efficace a causa del legame fortemente polare tra carbonio e litio. Come altri composti litio-organici, tende ad aggregarsi, assumendo una struttura ottamera a -40°C in solventi idrocarburici che si trasforma in esamero al crescere della temperatura.
Sintesi
Per preparare l’n-butillitio con una resa elevata, si può partire da 1-clorobutano o 1-bromobutano e litio metallico in etere etilico anidro o solventi idrocarburici secondo la reazione: CH₃CH₂CH₂CH₂Cl + 2 Li → CH₃CH₂CH₂CH₂Li + LiCl. Reazioni
L’n-butillitio reagisce con acqua formando n-butano e idrossido di litio: CH₃CH₂CH₂CH₂Li + H₂O → CH₃CH₂CH₂CH₃ + LiOH. In presenza di tetraidrofurano, reagisce con l’etino per formare acetiluro di litio e n-butano: CH₃CH₂CH₂CH₂Li + HC≡CH + CH₃CH₂CH₂CH₂Li → HC≡CLi + CH₃CH₂CH₂CH₃.
Con i bromuri o ioduri alchilici produce bromobutano (iodobutano) e un composto litio-organico: CH₃CH₂CH₂CH₂Li + RBr → CH₃CH₂CH₂CH₂Br + RLi.
Infine, con biossido di carbonio si ottiene pentanoato di litio: CH₃CH₂CH₂CH₂Li + CO₂.
Ruolo dell’ n-butillitio in chimica organica
L’ n-butillitio è un composto utilizzato per la sua capacità di generare altri composti litio-organici funzionalizzati mediante metallazione. Questo processo si basa sulla capacità dell’ n-butillitio di deprotonare i protoni debolmente acidi presenti in molecole come aldeidi, chetoni, solfoni, nitrili e altri composti.
Applicazioni dell’ n-butillitio
Uno dei principali utilizzi dell’ n-butillitio è come iniziatore nella polimerizzazione vinilica. Questo avviene attraverso la scissione di molecole che porta alla formazione del carbanione CH3CH2CH2CH2-. Tale carbanione può reagire attaccando il doppio legame di un alcene, ad esempio nel caso dell’etene:
CH3CH2CH2CH2- + CH2=CH2 → CH3CH2CH2CH2CH2CH2-
Questa reazione prosegue nella fase di propagazione, generando catene polimeriche sempre più lunghe. La terminazione della reazione avviene quando si aggiunge una specie protica come H2O o NH3 nel sistema reattivo.
In conclusione, l’ n-butillitio svolge un ruolo fondamentale nella sintesi di composti organici funzionalizzati e come iniziatore nella polimerizzazione vinilica, permettendo la creazione di catene polimeriche di dimensioni variabili.
