Μεθυλολίθιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Μεθυλολίθιο
MeLi.png
Εξαμερές
Γενικά
Όνομα IUPAC Μεθυλολίθιο
Άλλες ονομασίες Λιθιομεθανίδιο
Λιθιομεθάνιο
Μεθανίδιο του λιθίου
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος CH3Li
Μοριακή μάζα 21,98 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος		 CH3Li
Συντομογραφίες MeLi
Αριθμός CAS 917-54-4
SMILES CLi
Φυσικές ιδιότητες
Διαλυτότητα
στο νερό		 Αντιδρά ζωηρά
Εμφάνιση στερεό
Χημικες ιδιότητες
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το μεθυλολίθιο ή λιθιομεθάνιο ή λιθιομεθανίδιο ή μεθανίδιο του λιθίου είναι ένα οργανολιθιακό αντιδραστήριο με εμπειρικό τύπο CH3Li. Αυτή η οργανομεταλλική ένωση υιοθετεί μια ολιγομερική δομή τόσο σε κατάσταση διάλυσης, όσο και στη στερεή κατάσταση. Είναι μια πολύ δραστική ένωση και χρησιμοποποιείται διαλυμένη σε αιθέρες (ROR'), στη Συνθετική και στην Οργανομεταλλική Χημεία. Οι σχετικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν μεθυλολίθιο απαιτούν άνυδρες συνθήκες, γιατί η ένωση αντιδρά ζωηρά με το νερό (H2O). Το οξυγόνο (O2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι επίσης ασύμβατα με το μεθυλολίθιο. Συνήθως το μεθυλολίθιο δεν παρασκευάζεται επιτόπου, αλλά παραγγέλνεται σε μορφή διαλύματος σε διάφορους αιθέρες. Από τις ονομασίες που χρησιμοποιούνται:

  1. Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί ένωση λιθίου και μεθυλίου (CH3).
  2. Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο μεθάνιο (CH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από Li.
  3. Η τρίτη και η τέταρτη είναι ταυτόσημες και προκύπτουν αν η ένωση θεωρηθεί (και είναι) ετεροπολική ένωση μετσξύ κατιόντος λιθίου (Li+) και ανιόντος μεθανιδίου (CH3-). Η κατάληξη «-ίδιο» αντί «-άνιο» δηλώνει την ύπαρξη καρβανιόντος.

Πίνακας περιεχομένων

Δομή [Επεξεργασία]

Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C--Li+ ετ. 2(sp3)8-1s2 231 pm 100% C- Li+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
C -1,09
H +0,03
Li +1,00

Δύο δομές μεθυλολιθίου έχουν πιστοποιηθεί με απλή κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ και με φασματοσκοπία NMR 6Li και 13C:

Τετραμερής δομή [Επεξεργασία]

Τα δομικά συμπλέγματα της τετραμερούς δομής μεθυλολιθίου σχηματίζουν κύβους, στις κορυφές των οποίων τοποθετούνται εναλλάξ ιόντα Li+ και CH3-. Οι αποστάσεις Li-Li είναι περίπου 269 pm, δηλαδή σχεδόν ταυτόσημες με αυτές του αερίου διλιθίου (Li2). Οι αποστάσεις C-Li είναι 231 pm. Κάθε ανιόν άνθρακα (C-) συνδέεται με τρία (3) άτομα υδρογόνου (H), με κλασσικούς ομοιοπολικούς δεσμούς σ (1s - 2sp3), καθώς και με επίσης τρία (3) ιόντα λιθίου (Li+), με ετεροπολικές έλξεις, λόγω αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων.[2]. Ο σχηματισμός μεθυλολιθίου σε αιθερικό περιβάλλον (δηλαδή με αντίδραση σε διάλυμα σε κάποιον αιθέρα) ευνοεί την τετραμερή δομή, που αντιπροσωπεύεται από τον τύπο (LiMe)4.

MeLi.png

Εξαγωνική δομή [Επεξεργασία]

Τα δομικά συμπλέγματα της εξαμερούς δομής μεθυλολιθίου σχηματίζουν εξαγωνικό πρίσμα, στις κορυφές των οποίων τοποθετούνται εναλλάξ ιόντα Li+ και CH3-. Ο σχηματισμός μεθυλολιθίου σε μεθυλαλογονικό περιβάλλον (δηλαδή με απευθείας αντίδραση μεταλλικού λιθίου σε υγρό μεθυλαλογονίδιο) ευνοεί την εξαμερή δομή, που αντιπροσωπεύεται από τον τύπο (LiMe)6.

Metyllithium hexamer structure.svg

Παραγωγή [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο παράγεται με επίδραση μεταλλικού λιθίου (Li) σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X), συνήθως παρουσία άνυδρου διαιθυλαιθέρα (|Et2O|)[3]:

\mathrm{2Li + CH_3X \xrightarrow[-10^oC]{|Et_2O|} CH_3Li + LiX}

Αν χρησιμοποιηθεί το μεθυλοβρωμίδιο (MeBr), όση ποσότητα από αυτό δεν πρόλαβε να αντιδράσει σχηματίζει ένα σύμπλοκο με το μεθυλολίθιο (MeBr...LiMe). Γι' αυτό, το περισσότερο μεθυλολίθιο που διακινείται εμπορικά περιέχει αυτό το σύμπλοκο. Η έκδοση «Halide free» (δηλαδή ελεύθερου από αλογόνα) μεθυλολίθιου παράγεται με χρήση μεθυλοχλωριδίου (MeCl), ως μεθυλαλογονίδιο, που δε σχηματίζει ισχυρό σύμπλοκο με το μεθυλολίθιο και επιτρέπει το διαχωρισμό με διήθηση αρκετά καθαρού μεθυλολιθίου.[4].

Παράγωγα [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο είναι μια ισχυρή βάση κατά Lewis και ένα ισχυρό πυρηνόφιλο αντιδραστήριο, εξαιτίας του αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου που εμφανίζει το άτομο άνθρακα (C). Γι' αυτό είναι ιδιαίτερα δραστικό έναντι δοτών ηλεκτρονίων και πρωτονίων. Σε σύγκριση με το βουτυλολίθιο (BuLi), το μεθυλολίθιο αντιδρά μόνο πολύ αργά με το τετραϋδροφουράνιο (ΤΗF), σε θερμοκρασία δωματίου (20 °C), και τα διαλύματά του σε αιθέρα είναι σταθερά επ' αόριστον. Με το νερό και τις αλκοόλες αντιδρά βίαια. Για λόγους ασφαλείας, οι περισσότερες αντιδράσεις, που χρησιμοποιούν μεθυλολίθιο, πραγματοποπιούνται σε θερμοκρασίες μικρότερες της θεμοκρασίας δωματίου (<20 °C). Παρόλο που το μεθυλολίθιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αντιδράσεις αποπρωτονίωσης, για τέτοιες αντιδράσεις συνήθως προτιμάται το βουτυλολίθιο, γιατί είναι οικονομικότερο και πιο δραστικό.

Με νερό [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με το νερό (H2O), παράγοντας υδροξείδιο του λιθίου (LiΟΗ) και μεθάνιο (CH4)[5]:

\mathrm{CH_3Li + H_2O \xrightarrow{} LiOH + CH_4}

Με διοξείδιο του άνθρακα [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), παράγοντας αιθανικό οξύ (CH3COOH)[6]:

\mathrm{CH_3Li + CO_2 \xrightarrow{} CH_3COOLi \xrightarrow{+HCl} CH_3COOH + LiCl}

Με αλκυλαλογονίδια [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), μεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας μεθυλιωμένα αλκάνια (RMe)[7]:

\mathrm{CH_3Li + RX \xrightarrow{} RCH_3 + LiX}

Με οργανοπολυαλογονίδια [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με οργανοπολυσλογονίδια, πολυμεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας πολυμεθυλιωμένα αλκάνια. Π.χ.[8]:

\mathrm{4CH_3Li + CX_4 \xrightarrow{} C(CH_3)_4 + 4LiX}

Με αλκοόλες [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με αλκοόλες (ROH), παράγοντας αλκοολικό λίθιο (ROLi) και μεθάνιο (CH4)[9]:

\mathrm{CH_3Li + ROH \xrightarrow{} ROLi + CH_4}


Με μεθανάλη [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με τη μεθανάλη (HCHO), μεθυλιώνοντάς τη και παράγοντας αιθανόλη (EtOH)[10]:

\mathrm{CH_3Li + HCHO \xrightarrow{} CH_3CH_2OLi \xrightarrow{+HCl} CH_3CH_2OH + LiCl}

Με αλδεΰδες [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με αλδεΰδες (RCHO), μεθυλιώνοντάς τες και παράγοντας δευτεροταγείς μεθυλαλκοόλες (RCH(OH)Me)[11]:

\mathrm{CH_3Li + RCHO \xrightarrow{} RC(OLi)CH_3 \xrightarrow{+HCl} RC(OH)CH_3 + LiCl}

Με κετόνες [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με κετόνες (RCOR'), μεθυλιώνοντάς τες και παράγοντας τριτοταγείς μεθυλαλκοόλες (RC(Me)(OH)R')[12]:

\mathrm{CH_3Li + RCOR \acute{} \xrightarrow{} RC(CH_3)(OLi)R \acute{} \xrightarrow{+HCl} RC(CH_3)(OH)R\acute{} + LiCl}

Με οξιράνιο [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με το οξιράνιο, παράγοντας προπανόλη-1 (CH3CH2CH2OH)[13]:

Οξιράνιο \mathrm{+ CH_3Li \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2OLi \xrightarrow{+HCl} CH_3CH_2CH_2OH + LiCl}

Με νιτρίλια [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με νιτρίλια (RCN), μεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας μεθυλοκετόνες (RCOMe)[14]:

\mathrm{CH_3Li + RCN \xrightarrow{} RC(CH_3)=NLi + \xrightarrow[+2HCl]{+H_2O} RCOCH_3 + NH_4Cl + LiCl}

Με καρβονικούς εστέρες [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με καρβονικούς εστέρες (RCOOR'), μεθυλιώνοντάς τες και παράγοντας μεθυλοκετόνες (RCOMe)[15]:

\mathrm{CH_3Li + RCOOR \acute{} \xrightarrow{} RCOCH_3 + R \acute{} OLi}

Με αλαμίνες [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με αλαμίνες (π.χ. NH2X), μεθυλιώνοντάς τες και παράγοντας μεθυλαμίνες (π.χ. CH3NH2). Π.χ.[16]:

\mathrm{CH_3Li + NH_2X \xrightarrow{} CH_3NH_2 + LiX}


Με σιλυλαλογονίδια [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με σιλυλαλογονίδια [SivH2v+1X], μεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας μεθυλοσιλάνια [SivH2v+1CH3]. Π.χ.[17]:

\mathrm{CH_3Li + SiH_3X \xrightarrow{} CH_3SiH_3 + LiX}

Με φωσφυλαλογονίδια [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με φωσφυλαλογονίδια (π.χ. PH2X), μεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας μεθυλοφωσφάνια (π.χ. CH3PH2). Π.χ.[18]:

\mathrm{CH_3Li + PH_2X \xrightarrow{} CH_3PH_2 + LiX}

Με τριαλογίδια του φωσφόρου [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με τριαλογίδια του φωσφόρου (PX3), τριμεθυλιώνοντάς τα και παράγοντας τριμεθυλοφωσφάνιο [(CH3)3P][19]:

\mathrm{3CH_3Li + PX_3 \xrightarrow{} P(CH_3)_3 + 3LiX}

Με πενταλογίδια του φωσφόρου [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με πενταλογίδια του φωσφόρου (PX5), πενταμεθυλιώνοντάς τα, παράγοντας πενταμεθυλοφωσφoράνιο [(CH3)5P][20]:

\mathrm{5CH_3Li + PX_5 \xrightarrow{} P(CH_3)_5 + 5LiX}

Με χλωριούχο υδράργυρο [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με αλογονούχο υδράργυρο (HgΧ2), διμεθυλιώνοντάς τον, παράγοντας διμεθυλοϋδράργυρο [Hg(CH3)2][21]:

\mathrm{2CH_3Li + HgX_2 \xrightarrow{} Hg(CH_3)_2 + 2LiX}

Με χλωριούχο μόλυβδο [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με το χλωριούχο μόλυβδο (PbCl2), τετραμεθυλιώνοντάς τον, παράγοντας τετραμεθυλομόλυβδο [Pb(CH3)4][22]:

\mathrm{4CH_3Li + 2PbCl_2 \xrightarrow{} Pb(CH_3)_4 + 4LiCl + Pb}

Με τετραχλωριούχο ζιρκόνιο [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με τετραχλωριούχο ζιρκόνιο (ZrCl4), εξαμεθυλιώνοντάς το και παράγοντας εξαμεθυλοζιρκονιοδιλίθιο [Li2[Zr(CH3)6][23] :

\mathrm{6CH_3Li + ZrCl_4 \xrightarrow{} Li_2[Zr(CH_3)_6] + 4LiCl}

Με μεθυλένιο [Επεξεργασία]

Το μεθυλολίθιο αντιδρά με μεθυλένιο ([:CH2]), σχηματίζοντας αιθυλολίθιο (EtLi)[24]:

\mathrm{CH_3Li + CH_2N_2 \xrightarrow{UV} CH_3CH_2Li + N_2 \uparrow}

Παραπομπές [Επεξεργασία]

  1. ↑ Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34. Ο ιονισμός βασίζεται στην ηλεκτραρνητικότητα κατά Paoulig των στοιχείων.
  2. ↑ Elschenbroich, C. ”Organometallics” (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-29390-6
  3. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 268, §11.5Β
  4. ↑ Lusch, M. J.; Phillips, M. V.; Sieloff, W. V.; Nomura, G. S.; House, H. O.: Preparation of Low-Halide Methyllithium, collvol 7, collvolpages 346, 1990, prep cv7p0346.
  5. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §199, §8.4.1δ, με Li αντί MgX, H αντί R.
  6. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §283, §12.2.1, με Li αντί MgX, CH3 αντί R.
  7. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §6.2.4, με Li αντί MgX.
  8. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §6.2.4, με Li αντί MgX.
  9. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §199, §8.4.1δ, με Li αντί MgX.
  10. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §8.2.4.1,, με Li αντί MgX.
  11. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §8.2.4.1,, με Li αντί MgX.
  12. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §8.2.4.1, με Li αντί MgX.
  13. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. §152, §8.4.5.5, με Li αντί MgX.
  14. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 226, §9.3.1β, με Li αντί MgX.
  15. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 226, §9.3.1α, με Li αντί MgX.
  16. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 248, §10.2.2γ, με Li αντί MgX.
  17. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α, με Li αντί MgI και SiH3X αντί SiCl4.
  18. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.1, με Li αντί MgBr, CH3 αντί Φ και PH2X αντί PCl3.
  19. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.1, με Li αντί MgBr και CH3 αντί Φ και Χ αντί Cl.
  20. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.1, με Li αντί MgBr, CH3 αντί Φ και PΧ5 αντί PCl3.
  21. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 268, §11.5Γ, με Li αντί MgCl, CH3 αντί R.
  22. ↑ «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 268, §11.5Δα, με Li αντί MgCl, CH3 αντί R.
  23. ↑ Morse, P. M.; Girolami, G. S. "Are d0 ML6 Complexes Always Octahedral? The X-ray Structure of Trigonal-Prismatic [Li(tmed)]2[ZrMe6]" Journal of the American Chemical Society 1989, 111, 4114-6. doi:10.1021/ja00193a061
  24. ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

Πηγές πληροφόρησης [Επεξεργασία]

  1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση, Θεσσαλονίκη 1991
  5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Methyllithium της Αγγλόγλωσσης Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
π • σ • ε
Ενώσεις και ορυκτά λιθίου
Ανόργανες ενώσεις λιθίου
Υδρίδιο του λιθίου  · Φθοριούχο λίθιο  · Χλωριούχο λίθιο  · Υποχλωριώδες λίθιο  · Χλωρικό λίθιο  · Υπερχλωρικό λίθιο  · Βρωμιούχο λίθιο  · Ιωδιούχο λίθιο  · Οξείδιο του λιθίου  · Υπεροξείδιο του λιθίου  · Σουπεροξείδιο του λιθίου  · Υδροξείδιο του λιθίου  · Θειούχο λίθιο  · Όξινο θειούχο λίθιο  · Θειώδες λίθιο  · Θειικό λίθιο  · Αζωτούχο λίθιο  · Αζίδιο του λιθίου  · Λιθιοϊμίδιο  · Λιθιαμίδιο  · Νιτρώδες λίθιο  · Νιτρικό λίθιο  · Λιθιοβοριοϋδρίδιο  · Τετραφθοροβοριούχο λίθιο  · Βοριώδες λίθιο  · Τριβορικό λίθιο  · Τετραβορικό λίθιο  · Λιθιοαργιλιοϋδρίδιο  · Τετραχλωραργιλιούχο λίθιο  · Αργιλώδες λίθιο  · Κοβαλτιώδες λίθιο  · Νιοβικό λίθιο  · Εξαφθοροφωσφορικό λίθιο  · Τανταλικό λίθιο  · Καρβίδιο του λιθίου  · Ανθρακικό λίθιο  · Υπερμολυβδαινικό λίθιο
Οργανικές ενώσεις λιθίου
Ορυκτά λιθίου
Ανακτήθηκε από "http://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Μεθυλολίθιο&oldid=4012698"