tert-Butyllithium

Strukturformel
Allgemeines
Name	tert-Butyllithium
Andere Namen	t-Butyllithium t-BuLi
Summenformel	C4H9Li
CAS-Nummer	594-19-4
Kurzbeschreibung	farbloser, pyrophorer Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	64,05 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	140 °C (Zersetzung)[2]
Löslichkeit	löslich in Pentan[2]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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tert-Butyllithium (t-BuLi) ist eine tertiäre metallorganische Verbindung des Elements Lithium (Organolithium-Verbindung). Daneben gibt es noch die isomeren Formen n-Butyllithium und sec-Butyllithium. Die Basizität nimmt in der Reihe n-Butyllithium < sec-Butyllithium < tert-Butyllithium zu. t-BuLi ist somit die stärkste Base in dieser Reihe. t-BuLi zerfällt bei Raumtemperatur in Lithiumhydrid und Isobuten. Das entstandene Isobuten wird durch weiteres t-BuLi in der Allylstellung deprotoniert, was zu einer weiteren Konzentrationserniedrigung des t-BuLi führt.

Darstellung

Die Synthese kann durch Reaktion von Lithium (Pulver) erfolgen.

$\mathrm{2 \ Li + C_4H_9Br \longrightarrow LiC_4H_9 + LiBr}$

Eigenschaften

Im Handel ist es ausschließlich als Lösung in Alkanen (zumeist in Pentan oder Heptan) erhältlich, wobei eine Konzentration von 1,7 mol/L üblich ist. Ether wie THF oder Diethylether sind als Lösemittel zur Lagerung ungeeignet, da sie rasch zersetzt werden. t-BuLi ist auch in Lösung äußerst pyrophor und verbrennt an der Luft mit einer typisch roten Flamme.

Reaktionen

Die Lithium-Kohlenstoff-Bindung im tert-Butyllithiummolekül ist stark polarisiert. Das Kohlenstoffatom trägt dabei eine negative und das Lithiumatom eine positive Partialladung. tert-Butyllithium verhält sich daher chemisch ähnlich wie ein entsprechendes Carbanion. Durch Formulierung einer mesomeren Grenzstruktur lässt sich dieses Verhalten veranschaulichen:^[4]

Ähnlich wie n-Butyllithium kann auch t-BuLi für den Lithium-Halogenaustausch und zum Deprotonieren von Aminen und aktivierten C-H-Verbindungen verwendet werden. t-BuLi kann zudem die Alpha-Position der Ether angreifen.

Dies zeigt das Beispiel Tetrahydrofuran, welches bereits bei Raumtemperatur innerhalb von Minuten zersetzt wird:

Diese Methode wird zum Beispiel benutzt, wenn deprotonierter Acetaldehyd benötigt wird.

Verwendung

t-BuLi hat in der modernen synthetischen organischen Chemie Bedeutung als ultrastarke Base bzw. als Lithiierungsreagenz erlangt. Da es einiges pyrophorer als n-BuLi ist, wird es weniger oft eingesetzt. In einigen Fällen wird es wegen der höheren Basizität oder aus sterischen Gründen (der t-Butylrest ist räumlich relativ groß) verwendet.

Sicherheitshinweise

Wie oben erwähnt ist t-BuLi auch in Lösung äußerst pyrophor. Die Handhabung und Lagerung muß daher stets unter Schutzgas stattfinden. t-BuLi reagiert zudem heftig mit Wasser zu Lithiumhydroxid und Isobutan. Bei längerer Lagerung bildet sich ein Bodensatz aus ebenfalls pyrophorem Lithiumhydrid (aus der Selbstzersetzung) und Lithiumhydroxid (eingedrungene Feuchtigkeit).

Quellen

1. ↑ Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
2. ↑ ^{a b} Ulrich Wietelmann, Richard Bauer: Lithium and Lithium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a15 393.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organische Chemie. 3. Auflage. Wiley-VCH, 2005, ISBN 978-3-527-29819-8