Titulación de n-butilitio

Fuente: Vy M. Dong y Diane Le, Departamento de química, Universidad de California, Irvine, CA

Este experimento hará una demostración de una técnica sencilla para valorar y obtener una concentración exacta de los reactivos organolíticos, n- butil (n- BuLi). Reactivos organolíticos son extremadamente sensibles al aire y humedad y debe tener cuidado apropiado para mantener la calidad del reactivo que puede ser utilizado con éxito en una reacción. N- BuLi experimentos de titulación se deben realizar regularmente para obtener antes las concentraciones exactas del uso en una reacción química. Posteriormente, demostramos la adición de la valorada n- BuLi a benzaldehído.

Reactivos organolíticos son compuestos que contienen un enlace de C−Li y bases muy fuertes. Porque organolithiums son extremadamente aire y humedad-sensible, apropiada debe tener cuidado al manejar los reactivos. Son sensibles a los ácidos, corrosivos y con frecuencia pirofóricos. n- BuLi, un alkyllithium, típicamente se almacena a bajas temperaturas (menos de 0 ° C) y como una solución en hidrocarburos como hexanes. N- BuLi puede utilizarse como base o nucleófilo dependiendo de las condiciones de reacción. Además, puede ser utilizado en reacciones de intercambio de halógeno-litio para generar reactivos de litio de arilo o de vinilo, que pueden reaccionar inmediatamente con un electrófilo. Además, n- BuLi es comúnmente utilizado como un iniciador en la polimerización de dienos en elastómeros.

Valoración es una técnica analítica cuantitativa común utilizada para determinar una concentración desconocida de un analito mediante la adición de una concentración conocida de una titulación hasta que la reacción llegue a terminar, que es indicado por un cambio de color. En este experimento vamos a demostrar la valoración de n -BuLi y calcular su concentración con el ácido diphenylacetic como el titrant, que es un sólido estable y puede ser fácilmente pesado. Reacción de n- BuLi con diphenylacetic ácido, la solución da un color amarillo intenso en el punto final de la valoración, y así que no es un indicador necesario (figura 1). Midiendo el volumen exacto de n- BuLi solía consumir el ácido diphenylacetic, podemos calcular la molaridad de la reacción. Este experimento debe repetirse tres veces para obtener una medida promedio.

Figura 1. Reacción de n- BuLi con ácido diphenylacetic.

1. preparación del titulador

1. A un matraz de fondo redondo llama seca equipado con una barra de agitación bajo N₂, añadir el ácido diphenylacetic (250 mg, 1,18 mmol) y THF anhidro (5 mL).

2. valoración de n- BuLi

1. Calcular la cantidad aproximada de solución de n- BuLi (en hexanes) necesitan consumir el ácido diphenylacetic. Utilizando una jeringa, añadir lentamenteuna solución de n- BuLi gota a gota. La mezcla de reacción se amarillear temporalmente y volver a una solución descolorida con cada gota.
2. Continúe agregando la solución de n- BuLi gota a gota hasta que la mezcla de reacción continúa permanezca un color amarillo intenso. Este será el punto final de la reacción.
3. Repetir la valoración 3 x para obtener un volumen promedio de n- BuLi utilizado.

3. cálculo de la molaridad

1. Los moles de n- BuLi en la valoración son equivalentes a los moles de ácido diphenylacetic utilizado en la reacción. Desde las moles de diphenylacetic ácido utilizado es conocido, el cálculo de la concentración de n- BuLi es dada por la siguiente ecuación: mmol de ácido/mL diphenylacetic n- BuLi = molaridad de la solución de n- BuLi.

4. adición de n- BuLi a benzaldehído (figura 2)

1. A un matraz de fondo redondo llama seca equipado con una barra de agitación bajo N₂, añadir THF anhidro (30 mL) y benzaldehído (3 mmol, 1 equiv). Enfriar la solución a 78 ° C.
2. Añadir n- BuLi (1.1 equivalente) y la reacción caliente a la temperatura ambiente.
3. Añadir saturada de NH₄Cl (AQ., 10 mL) para calmar la reacción y extraer la capa acuosa con éter dietílico (2 x 25 mL).
4. Lavar las capas orgánicas combinadas con agua (2 x 15 mL) y salmuera (1 x 20 mL).
5. Seco con Na₂₄, filtrar y concentrar las capas orgánicas combinadas bajo redujo la presión para producir el producto.

Figura 2. Adición de n - BuLi a benzaldehído.

Resultados representativos para la valoración de n- BuLi procedimientos 1-3

Tabla 1. Resultados representativos para procedimientos 1–3.

En este experimento, hemos demostrado cómo determinar la concentración de una solución de n- BuLi con ácido diphenylacetic. También hemos realizado una reacción mediante la adición de n- BuLi a benzaldehído.

Las concentraciones exactas de n- BuLi son importantes para su aplicación exitosa en una serie de reacciones. n- BuLi se utiliza comúnmente en reacciones de intercambio de halógeno de litio para preparar reactivos de aryllithium o vinyllithium, que pueden ser utilizados posteriormente en enlace C-C formando reacciones. Además, puede ser utilizado como base o nucleófilo, dependiendo de las condiciones de reacción.