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[科普中国]-甲基锂

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甲基锂是一种有机锂试剂,化学式为CH3Li。属于s区的有机金属化合物,无论在固体或溶液中都是低聚态。经常用于合成醚,并用于有机合成和有机金属化学。涉及到它的反应需要在无水条件下进行,因为它与水剧烈反应。氧气和二氧化碳也不能与它共存。因此甲基锂使用前通常不事先制备,但可以溶解在各种醚溶液中储存。

物性数据1、密度(g/mL,20/4℃):0.85g/mL

2、相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):3

3、沸点(ºC,常压):35℃

4、闪点(ºF):5°F

5、溶解性:不溶于烃类溶剂;能适当溶于醚类溶剂;与水和其它质子性溶剂反应生成甲烷1。

计算化学数据1、疏水参数计算参考值(XlogP):无

2、氢键供体数量:0

3、氢键受体数量:1

4、可旋转化学键数量:0

5、互变异构体数量:无

6、拓扑分子极性表面积:0

7、重原子数量:2

8、表面电荷:0

9、复杂度:2

10、同位素原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定化学键立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、共价键单元数量:22

性质与稳定性1、常温常压下稳定,避免氧化物、酸、水分接触。

2、非溶剂化的固体易自燃;在没有LiBr的情况下,乙醚中的甲基锂容易自燃;而其它常见的配方(无论液体或者固体)都不会自燃。

生态学数据对水是稍微有害的,不要让未稀释或大量的产品接触地下水,水道或者污水系统,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。

贮存方法密封保存在低温、干燥并且有惰性气体保护的容器中3。

合成方法在一个装有磁力搅拌器、气体导入管和干冰冷凝管的三颈瓶中,放入800毫升无水乙醚和托克(2.3克原子)锉丝,在连续搅拌下4-5小时内向反应瓶内蒸入100克(1.05摩尔)溴甲烷,然后将此混合物搅拌1小时。在氮气流中放置过夜以使不溶物沉淀,在氮气中将上层清液转移到干燥的有橡皮盖的贮液管或容器中。

反应方程式为:CH3Br+2Li=CH3Li+LiBr。

主要用途甲基锂可以对多种官能团进行甲基化,可以脱除保护基团,合成其它甲基化有机金属试剂,可以作为碱以及还原过渡金属等。溶剂和卤素对用到非溶剂化的甲基锂的反应有很大的影响2。

1、加成反应:与甲基格氏试剂相比,甲基锂与环烃、杂环以及脂肪族化合物的1,2-加成反应有不同的选择性。与酮的亲核加成由于螯合反应而有高的非对映选择性 (式1)。另外,这个反应的立体选择性也受其它一些Lewis酸的影响。

2、把有机锂转化为有机钛、有机铈或者有机锌后会提高其立体选择性。例如,将甲基锂转化为手性钛与苯甲醛发生1,2-加成,产物ee值达到99% (式2)。

3、用酸和酯作用经常会得到甲基酮,而用三甲基氯硅烷处理这个反应将会得到更好的结果。对于用烷氧羰基和苯甲酰基保护的二级酰肼来说,甲基锂是一个很好的脱酰基试剂。将甲基锂与溴化锂共同与甲硅烷基酮在0℃作用,会高立体选择性地得到甲硅烷基烯醇醚 (式3)。

4、腈、亚胺以及唑烷都可以作为碳氮不饱和键的1,2-加成的底物。例如,在异丙基苯/THF中,甲基锂与保护的氰醇加成,水解后得到很高产率的甲基甾族酮[7]。而四嗪、吡嗪等芳香杂环的加成反应就很难进行。芳香亚胺可以在具有C2对称性的三级二胺的催化下,与甲基锂发生对映选择性的加成 (式4)。

5、甲基锂可以与邻烯丙基苯甲酰胺成环生成萘酚衍生物 (式5)。

6、甲基锂使环丙基衍生物的偕二溴化物发生重排得到丙二烯衍生物和一溴取代物的混合物。甲基锂还可以与偕二溴代环丁烷作用,脱除溴重排得到亚烷基环丙烷 (式6)。

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学