[スポンサーリンク]

O

有機リチウム試薬 Organolithium Reagents

[スポンサーリンク]

 

概要

有機金属試薬の大まかな反応性は炭素-金属結合の分極度合いで決まり、炭素-リチウム結合は最も大きな分極(イオン結合性)を示す。このため有機リチウム化合物は、有機金属試薬の中では最も強力な性質を示し、Grignard試薬、有機亜鉛試薬などよりも反応性が高い。空気・水には不安定であり、反応時には激しく発熱する。このため、不活性ガス雰囲気下・脱水溶媒・低温条件で反応を行う必要がある。金属交換用試薬、求核剤もしくは強塩基として用いることが一般的。

基本文献

 

反応機構

リチウム-ハロゲン交換反応は、電子移動(SET)機構、もしくはハロゲンへの求核付加-脱離機構で進行する。(参考:J. Organomet. Chem. 1988, 352, 1.)
t-BuLiを用いるハロゲン-リチウム交換反応の場合には、ハロゲンに対して二当量の試薬が必要。(リチオ化後に生じるt-ブチルハライドとt-BuLiが反応して消費されるため)
organolithium_6.gif

 

反応例

※溶液中では会合状態(オリゴマー)として存在している。配位性添加剤を加え、会合を解離させてやると反応性を向上させることができる。N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)ヘキサメチルホスホラミド(HMPA)ジメチルプロピレンウレア(DMPU)はその目的で頻用される試薬の例である。
organolithium_5.gif
※有機リチウムは求核剤および塩基としての両性質を兼ね備え、反応性の高さゆえの副反応を起こしやすい。 塩基目的の使用においては、かさ高い二級アミンをリチオ化したリチウムアミド試薬を用いることが多い。代表的な試薬としてはLDA(Lithium diisopropylamide)、LiTMP(Lithium 2,2,6,6-tetramethylpiperidide)、LHMDS(Lithium hexamethyldisilazide)などが挙げられる。
organolithium_4.gif
※他方、求核剤用途では、銅アート錯体(R2CuLi)の形にして使用すれば、塩基性を抑えつつ求核付加・置換が行える。リチウム試薬はハード性が高く、α,β不飽和カルボニル化合物を基質とした場合、1,2-付加が1,4-付加に優先する。銅アート錯体を用いれば1,4-選択的に進行させることが可能。
organocuprate_michael_1.gif
nBuLi-KOtBuのコンビネーションはSchlosser-Lochmann塩基とよばれ、超強塩基として働く。たとえば炭化水素のアリル位脱プロトン化などに用いることができる。[1] 光学活性アリルボランの合成などにおいて用いられることが多い。
Roushらの報告[2]を下記に示す。
organolithium_9.gif
(-)-Sparteineを配位性添加剤として加えると、エナンチオ選択的脱プロトン化が行える。以下に例を示す。[3] organolithium_3.gif

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

※よく用いられ市販もされている代表的な試薬としては、MeLi、PhLi、n-BuLi、sec-BuLi、t-BuLiなどが挙げられる。
organolithium_2.gif

※市販のリチウム試薬はSure-sealedな試薬瓶に保存されてはいるが、シリンジ針を2~3回刺すと穴が開いて密閉性が格段に低下してしまう。テフロンシールやパラフィルムを何重かに巻いて保存する。より厳密に、かつ長期間保存したい場合はSchlenk管に移し替えて保存すると良い。

※適宜時期をみて濃度を滴定(titration)しておくと良い。簡便かつ信頼性の高い方法としては、ジフェニル酢酸法[4]2,2′-ビピリジル法[5]が知られている。

※ヘキサンなど炭化水素系の溶媒中では一般に安定であるが、エーテル系溶媒中ではβ脱離反応を介し徐々に分解することが知られている( たとえばn-BuLiのTHF中0℃における半減期は24時間)。分解しやすさはDME>THF>ジエチルエーテルの順。

organolithium_8.gif
t-BuLiは反応性が大変高く、頻繁に発火事故を引き起こす。使用には十分注意し、大スケール反応の場合には、必ず消火器具を手元に備えておくこと。

 

参考文献

[1] Schlosser, M. Pure Appl. Chem. 198811, 1627.

[2] Roush, W. R.; Ando, K.; Powers, D. B.; Halterman, R. L.; Palkowitz, A. D. Tetrahedron Lett. 1988, 29, 5579. doi:10.1016/S0040-4039(00)80816-3

[3] Kerrik, S. T.; Beak, P. J. Am. Chem. Soc. 1991113, 9708. DOI: 10.1021/ja00025a066

[4] Kofron, W. G.; Baclawski, L. M. J. Org. Chem. 197641, 1879. DOI: 10.1021/jo00872a047

[5] Watson, S. C.; Eastham, J. F. J. Organomet. Chem. 19679, 165. doi:10.1016/S0022-328X(00)92418-5

 

関連反応

 

関連書籍

有機金属化学: 基礎から触媒反応まで

有機金属化学: 基礎から触媒反応まで

山本 明夫
¥5,280(as of 04/08 14:43)
Amazon product information
The Chemistry of Organolithium Compounds

The Chemistry of Organolithium Compounds

Wakefield, B. J.
¥11,798(as of 04/08 14:43)
Amazon product information

 

外部リンク

関連記事

  1. パターノ・ビューチ反応 Paterno-Buchi Reacti…
  2. シャープレス・香月不斉エポキシ化反応 Sharpless-Kat…
  3. ベンザイン Benzyne
  4. ジオトロピー転位 dyotropic rearrangement…
  5. 永田試薬 Nagata Reagent
  6. 重水素標識反応 Deuterium Labeling React…
  7. メーヤワイン試薬 Meerwein Reagent
  8. メリフィールド ペプチド固相合成法 Merrifield Sol…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 1,3-ビス[(2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-5-イル)オキシ]-2-プロパノール : 1,3-Bis[(2,2-dimethyl-1,3-dioxan-5-yl)oxy]-2-propanol
  2. ファヴォルスキー転位 Favorskii Rearrangement
  3. 100円で買えるカーボンナノチューブ
  4. ヴィクター・アンブロス Victor Ambros
  5. 新たなクリックケミストリーを拓く”SuFEx反応”
  6. 論文・学会発表に役立つ! 研究者のためのIllustrator素材集: 素材アレンジで描画とデザインをマスターしよう!
  7. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(5年目)(留学中編)
  8. 抗生物質の話
  9. 【第14回Vシンポ特別企画】講師紹介:酒田 陽子 先生
  10. 自動車の電動化による素材・化学業界へのインパクト

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2009年9月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930  

注目情報

最新記事

第12回慶應有機化学若手シンポジウム

概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大学理工学部・…

新たな有用活性天然物はどのように見つけてくるのか~新規抗真菌剤mandimycinの発見~

こんにちは!熊葛です.天然物は複雑な構造と有用な活性を有することから多くの化学者を魅了し,創薬に貢献…

創薬懇話会2025 in 大津

日時2025年6月19日(木)~6月20日(金)宿泊型セミナー会場ホテル…

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

第57回有機金属若手の会 夏の学校

案内:今年度も、有機金属若手の会夏の学校を2泊3日の合宿形式で開催します。有機金…

高用量ビタミンB12がALSに治療効果を発揮する。しかし流通問題も。

2024年11月20日、エーザイ株式会社は、筋萎縮性側索硬化症用剤「ロゼバラミン…

第23回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

ペロブスカイト太陽電池開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用

持続可能な社会の実現に向けて、太陽電池は太陽光発電における中心的な要素として注目…

有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年3月号がオンラインで公開されています!…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー