Support of this research by the National Science Foundation through grants 1254545 and 1437814 is gratefully acknowledged.

REMARQUE: Les solutions de t BuLi (1,7 M dans le pentane) et anhydre tert - butylamine ont été achetés et utilisés immédiatement, sans purification. Dans notre expérience, ce protocole fonctionne mieux avec des réactifs fraîchement achetés. Standardisation du organolithien peut être utilisé par titrage avec 28 dibromoéthane, l&#39; acide diphénylacétique 29 ou N -pivaloylanilines 30, étant donné que les concentrations de réactifs organolithiens commerciaux peuvent varier et la qualité des réactifs se dégrade au fil du temps. Pentane a été purifié en utilisant un système de purification de solvant. Les solvants ont été dégazé et stockés sur des tamis moléculaires activés pendant 24 heures avant utilisation. 1. Préparation de la hotte Espace NOTE: Voir Figure 1. <ol><li> Effacer un capot de tout encombrement. </li><li> Remplir un petit bêcher d&#39;un volume de toluène à peu près égal au volume du réactif organique de lithium utilisé (ici, 10 ml pour le protocole à petite échelle et50 ml pour le protocole à grande échelle) et le couvercle avec un verre de montre de taille appropriée. </li><li> Préparer un bécher d&#39;isopropanol avec un volume d&#39;environ 5 fois la quantité de réactif organolithien à utiliser (ici, 50 ml pour la petite échelle et 250 ml pour la grande échelle) et couvrir avec un verre de montre de taille appropriée. </li><li> Préparer un bêcher contenant des pastilles de glace sèche remplis jusqu&#39;à la ligne de volume environ 10 fois le volume de réactif organolithien à utiliser (ici, 100 ml pour la petite échelle et 500 ml pour la grande échelle). </li><li> Avant de poursuivre, inspecter le joint / bouchon de l&#39;agent de lithiation pour accumulation corrosive. Si le joint est compromise, éliminer le réactif en ajoutant lentement à 8-10x son volume de glace sèche dans un bécher. </li></ol> 2. Procédure de petite échelle lithiation dans un capot NOTE: Voir Figure 1. <ol><li> Charger un ballon de Schlenk de 25 ml avec un barreau d&#39;agitation et soigné t BuNH 2(1,8 ml, 17,1 mmol) et le monter avec un septum en caoutchouc. </li><li> Dégazer le pur t BuNH 2 en ouvrant le flacon Schlenk robinet et en tournant la ligne Schlenk sous vide brièvement (~ 1 sec; t BuNH 2 est volatile et s&#39;évaporer si elle est tenue sous vide). remblayer immédiatement avec un gaz inerte en tournant le robinet Schlenk à gaz inerte. Répéter deux fois plus. Fermer le robinet du flacon pour isoler le ballon. </li><li> Préparer une couverture de gaz inerte, en fixant trois tubes de verre à un &quot;T&quot; adaptateur. Attacher un tube à une source de gaz inerte, une seconde à un barboteur à huile, et une troisième à un adaptateur d&#39;aiguille Luer-Lock. </li><li> Purger l&#39;appareil de couverture avec un gaz inerte pendant 5 min. </li><li> Ralentir le débit de telle sorte que quelques bulles par seconde passent à travers le barboteur d&#39;huile. </li><li> Insérez l&#39;aiguille de couverture de gaz inerte dans le septum du flacon de réaction et plonger le ballon dans un bain de glace / acétone avec un agitateur magnétique. Remuer doucement jusqu&#39;à ce que ee ballon est refroidi. </li><li> Fixer la bouteille t BuLi (25 ml, 1,7 M dans le pentane) à un support de bague et enlever le bouchon externe. Le cas échéant, retirer tout Parafilm et essuyer toute la graisse. </li><li> Sélectionnez une seringue de 20 ml en verre et un plongeur de taille appropriée. Le plongeur doit glisser facilement et ne devrait pas être en mesure de se tortiller ou hochet. Si un pouce est placé sur la pointe de la seringue pour le sceller, le piston ne doit pas être facilement retiré. </li><li> Monter la seringue de 20 ml en verre avec un long (12 pouces), aiguille de seringue flexible. Toujours être certain de choisir une seringue avec un volume au moins deux fois le volume du réactif à tirer, et toujours être sûr de fixer l&#39;aiguille en toute sécurité à la seringue. </li><li> Retirez l&#39;adaptateur d&#39;aiguille pour la couverture du ballon de réaction de gaz inerte et le déplacer vers la bouteille de tert-butyl - lithium, perçant le septum de la bouteille pour mettre la bouteille de réactif sous pression de gaz inerte ambiante. <ol><li> Vous pouvez également utiliser un transfert ADAPTE septum entréer du fournisseur du réactif comme une couverture de gaz inerte. Fixer le transfert adaptateur septum entrée du flacon de réactif et d&#39;ouvrir le côté et bouchons supérieurs. Fixer un tuyau Schlenk au bras latéral et purger avec un gaz inerte. Alors que la purge, remplacer le capuchon supérieur avec un septum. Laissez la ligne Schlenk robinet ouvert au transfert adaptateur septum-entrée pour le maintenir sous une pression positive. REMARQUE: le fournisseur commercial suggère l&#39;utilisation d&#39;une source de gaz inerte sous pression au lieu d&#39;une couverture. Ceci permet au réactif d&#39;être «poussé» dans la seringue au lieu de aspiré en tirant sur la seringue. Si le réglage de contre-pression ne va pas, une surpression peut provoquer le piston pour être poussé dehors, exposer le réactif à l&#39;air. En outre, la contre-pression nécessite l&#39;expérimentateur pour appliquer une pression égale et opposée sur le piston avec le pouce lorsque le volume désiré est atteint de sorte que le volume dans la seringue est maintenue constante. Ceci peut amener le réactif à injecter lorsque l&#39;aiguille est retirée de la soiptum. Ainsi, les auteurs préfèrent l&#39;utilisation d&#39;une pression ambiante couverture de gaz inerte. </li></ol></li><li> Purger la seringue avec un gaz inerte. Ouvrez un tuyau Schlenk inoccupées à gaz inerte afin qu&#39;il y ait un léger flux de gaz inerte du tuyau Schlenk. Placer l&#39;aiguille de la seringue de manière lâche dans l&#39;extrémité du tuyau et tirer le piston à l&#39;intérieur et à plusieurs reprises afin de purger l&#39;intérieur de la seringue avec un gaz inerte. </li><li> Avec le piston de la seringue complètement enfoncé, percer le septum du flacon et plonger l&#39;aiguille dans le réactif. </li><li> Tirez doucement sur le piston jusqu&#39;à ce qu&#39;un excès (~ 11 ml) de réactif a été aspiré dans la seringue (Jamais inverser le flacon de réactif). Expulser le gaz d&#39;espace de tête et le réactif en excès de la seringue par l&#39;aiguille fléchissant de sorte que la seringue pointe vers le haut et puis en appuyant sur le poussoir jusqu&#39;à ce qu&#39;il n&#39;y a pas d&#39;espace vide et il est de 10,0 ml de réactif dans la seringue. À ce stade, détendre la flexion de l&#39;aiguille de la seringue, en tournant la seringue droite vers le haut. </li><li> Avec l&#39;aiguille de la seringue reste dans le septum de la bouteille, déplacer l&#39;adaptateur d&#39;aiguille de couverture de gaz inerte retour au réactif flacon septum et le percer. </li><li> Retirez l&#39;aiguille de la seringue du septum de la bouteille en utilisant une main libre (ne tirez jamais sur la seringue pour retirer l&#39;aiguille, que l&#39;aiguille peut pop off). Des flammes peuvent être observés lors du retrait de l&#39;aiguille de la cloison. Percer la membrane en caoutchouc de la fiole de réaction avec de l&#39;aiguille de seringue longue et de le suspendre au- dessus de l&#39;agitation t BuNH 2. </li><li> Enfoncez doucement le piston pour ajouter toute la solution goutte à goutte t BuLi à l&#39;agitation t BuNH 2. </li><li> Retirer l&#39;aiguille de la seringue à long de la cloison, ce qui laisse l&#39;aiguille inerte de couverture de gaz dans le septum du flacon de réaction. </li><li> Retirez le verre de montre du bêcher de toluène et d&#39;en tirer un volume de toluène à peu près égal au volume de t BuLi utilisé (~ 10 ml) dans la seringue pour diluer le residua<html> l t BuLi. </li><li> Retirer le verre de montre dans le récipient de l&#39;isopropanol, placer la longue aiguille dans l&#39;isopropanol et vider la solution diluée dans la seringue dans l&#39;isopropanol. </li><li> Rincer la seringue plusieurs fois avec de l&#39;isopropanol pour éliminer le réactif résiduel, après quoi la seringue est propre. </li><li> Sceller le t BuLi flacon de réactif septum avec un peu de graisse pour éviter les fuites au niveau des sites de ponction et placez un morceau de Parafilm sur le septum graissé. Remplacer le capuchon extérieur. </li><li> Retirer le ballon du bain de glace et sous agitation sous une atmosphère de gaz inerte ambiante jusqu&#39;à ce qu&#39;il arrive à la température ambiante. </li><li> Retirez l&#39;aiguille de couverture de gaz inerte. </li><li> Conserver le flacon à -30 ° C pendant la nuit. Après ce temps, solide blanc poudreux de [LiNH t Bu] 8 sera observée. </li><li> Filtrer la solution, rincer le solide avec du pentane froid sous une atmosphère inerte et sèche sous vide. </li></ol>itre &quot;&gt; 3. Procédure de grande échelle lithiation dans un capot <ol><li> Charger un flacon de 100 ml de Schlenk avec un barreau d&#39;agitation et soigné t BuNH 2 (9 ml, 85,5 mmol) et de l&#39; équiper d&#39;un entonnoir d&#39;addition qui détient au moins 50 ml. Fixez le entonnoir d&#39;addition dans le ballon à l&#39;aide d&#39;une pince de keck. Coiffer la partie supérieure de l&#39;entonnoir d&#39;addition avec une cloison en caoutchouc. Fermer le robinet d&#39;arrêt de l&#39;entonnoir d&#39;addition. </li><li> Dégazer le pur t BuNH 2 en ouvrant le flacon Schlenk robinet et en tournant la ligne Schlenk sous vide brièvement (~ 1 sec; t BuNH 2 est volatile et s&#39;évaporer si elle est tenue sous vide). remblayer immédiatement avec un gaz inerte en tournant le robinet Schlenk à gaz inerte. Répéter deux fois plus. Fermer le robinet d&#39;arrêt du flacon pour isoler le flacon et l&#39;entonnoir d&#39;addition. </li><li> Préparer une couverture de gaz inerte, en fixant trois tubes de verre à un &quot;T&quot; adaptateur. Attacher un tube à une source de gaz inerte, un second à un barboteur à huile, ettroisième à un adaptateur d&#39;aiguille Luer-Lock. </li><li> Purger l&#39;appareil de couverture avec un gaz inerte pendant 5 min. </li><li> Ralentir le débit de telle sorte que quelques bulles par seconde passent à travers le barboteur d&#39;huile. </li><li> Fixer la bouteille t BuLi à un support de bague et enlever le bouchon externe. Retirez tout Parafilm et essuyer toute la graisse. </li><li> Transférer la couverture de gaz inerte à la cloison de l&#39;entonnoir d&#39;addition. Abaisser le ballon dans un bain de glace carbonique pour refroidir. </li><li> En utilisant une autre ligne de gaz inerte, appliquer un léger flux de gaz inerte à la bouteille t BuLi. </li><li> Insérer une extrémité d&#39;une canule dans le flacon t - BuLi et de le suspendre au- dessus de la solution. </li><li> Insérez l&#39;autre extrémité dans l&#39;entonnoir d&#39;addition de sorte que la pointe est inférieure à la pression d&#39;égalisation côté-bras. </li><li> Abaisser l&#39;extrémité de la canule , au- dessus du t - BuLi dans le liquide et contrôler la vitesse d&#39;addition par l&#39; intermédiaire de la conduite de gaz inerte. Remplissez le entonnoir d&#39;addition à la ligne de 50 ml. </li><li> Lorsque l&#39;addition est compLete, retirer l&#39;extrémité de la canule de la solution de réactif de lithiation et le laisser suspendu au- dessus du réactif t - BuLi. </li><li> Enlever l&#39;extrémité opposée de la canule de l&#39;entonnoir d&#39;addition. </li><li> Retirer l&#39;extrémité de la canule dans le flacon t - BuLi. Ensuite, retirez la ligne de la bouteille t BuLi de gaz inerte. </li><li> Tourner le robinet d&#39; arrêt de l&#39;entonnoir d&#39;addition pour ajouter goutte à goutte du t - BuLi à l&#39;agitation t BuNH 2. </li><li> Sceller le t BuLi flacon de réactif septum avec un peu de graisse pour éviter les fuites au niveau des sites de ponction et placez un morceau de Parafilm sur le septum graissé. Remplacer le capuchon extérieur. </li><li> Retirer l&#39;ampoule d&#39;addition dans le ballon de Schlenk en utilisant les étapes suivantes: <ol><li> Placer le ballon Schlenk sous une pression positive de gaz inerte en ouvrant le robinet d&#39;arrêt de ballon de Schlenk et l&#39;arrêt de la ligne cock Schlenk. Retirer la pince de Keck et l&#39;entonnoir d&#39;addition dans le ballon de Schlenk. Til flacon sera protégé par un flux de gaz inerte sur le ballon, mais l&#39;entonnoir d&#39;addition peut fumer ou brièvement la flamme lors de l&#39;exposition à l&#39;air. </li><li> Essuyer la graisse sur le goulot interne du ballon de Schlenk en utilisant une serviette en papier humidifié avec hexanes et répéter jusqu&#39;à ce que le verre du flacon au sol semble sec. Boucher le flacon avec un septum en caoutchouc. </li><li> Placez l&#39;aiguille de couverture de gaz inerte dans le ballon septum Schlenk. </li></ol></li><li> Retirer le ballon du bain de glace et sous agitation sous une atmosphère de gaz inerte ambiante jusqu&#39;à ce qu&#39;il arrive à la température ambiante. </li><li> Retirez l&#39;aiguille de couverture de gaz inerte. </li><li> Conserver le flacon à -30 ° C pendant la nuit. Après ce temps, solide blanc poudreux de [LiNH t Bu] 8 sera observée. </li><li> Filtrer la solution, rincer le solide avec du pentane froid sous une atmosphère inerte et sèche sous vide. </li></ol> 4. Procédure de lithiation dans un Glovebox <ol><li> Amener tous les réactifs, unballon de réaction, une barre d&#39;agitation, d&#39;un bouchon et un dessiccateur graissé (ou un autre récipient étanche à utiliser pour les déchets) dans la boîte à gants par l&#39;antichambre. </li><li> Chargez un ballon avec une barre d&#39;agitation et dégazé nette t BuNH 2 (1,8 ml, 17,1 mmol). Recouvrir le flacon avec un bouchon de verre ou de la cloison pour empêcher l&#39; évaporation de l&#39; amine volatile de tert-butyle. </li><li> Fixer la bouteille t BuLi (25 ml, 1,7 M dans le pentane) à un support de bague et enlever le bouchon externe. En option: Retirer le bouchon du septum au moyen d&#39;un ouvre-bouteille, avec la bouteille fermement serrée en place. Une fois que le bouchon de la bouteille est retiré, ne pas retirer la bouteille de la boîte à gants jusqu&#39;à ce vide. Si elle est supprimée, éteindre soigneusement le t BuLi restant dans une hotte avec un réactif d&#39;extinction approprié tel que la glace carbonique ou de l&#39; isopropanol. </li><li> Préparer une petite fiole de ~ 10 ml de toluène pour laver la seringue après l&#39;addition. </li><li> Mettre en place une seringue de 20 ml avec une aiguille. Toujours être certain de choisir unseringue avec un volume au moins deux fois le volume du réactif à tirer, et toujours être sûr de fixer l&#39;aiguille en toute sécurité à la seringue. </li><li> Insérez l&#39;aiguille dans le réactif t de BuLi et de tirer doucement sur le piston jusqu&#39;à ce qu&#39;un excès (~ 11 ml) de réactif a été aspiré dans la seringue. Ensuite, inverser la seringue, l&#39;aiguille pointant vers le haut. </li><li> Tenir une serviette en papier près de l&#39;aiguille et appuyer doucement sur le piston pour éliminer le gaz de l&#39;espace libre jusqu&#39;à ce qu&#39;un microgouttelettes de réactif émerge de l&#39;extrémité de l&#39;aiguille. Éliminer l&#39;excès de réactif de la seringue en plaçant l&#39;aiguille dans le flacon de réactif et en appuyant sur le piston jusqu&#39;à 10,0 ml de réactif reste dans la seringue. Si tout déversement de solution de réactif, essuyer avec une serviette en papier ou Kimwipe et placer les déchets dans le dessiccateur des déchets. </li><li> Retirer le bouchon ou septum du flacon de réaction et on ajoute lentement du t - BuLi à t 2 on a agité BuNH. Etant donné que la réactionest effectuée sans un bain froid, prendre soin d&#39;éviter d&#39;ajouter le réactif trop rapidement, comme l&#39;exotherme peut provoquer l&#39;ébullition. Boucher le flacon de réaction. </li><li> Dessinez le toluène du flacon de toluène dans la seringue pour diluer le réactif résiduel, et placer la seringue, aiguille, et toute serviette en papier déchets dans le dessiccateur. Sceller le dessiccateur. </li><li> Re-bouchon et stocker le flacon de réactif t de BuLi, de préférence dans un congélateur glovebox pour améliorer la longévité. </li><li> Retirer le dessiccateur scellé contenant la verrerie, la seringue avec du toluène et des serviettes en papier à partir de la boîte à gants, et immédiatement la placer dans une hotte. </li><li> Ouvrez le dessiccateur et vider la seringue contenant dilué t BuLi dans un bécher d&#39;isopropanol pour étancher le réactif. Rincer la seringue plusieurs fois avec de l&#39;isopropanol. </li><li> Conserver le flacon de réaction à -30 ° C pendant la nuit, après quoi blanc poudreux solide de [LiNH t Bu] 8 sont observerré. </li><li> Filtrer la solution, rincer le solide avec du pentane froid sous une atmosphère inerte et sèche sous vide. </li></ol> 5. Comment Interrompre la réaction ou en cas d&#39;incendie NOTE: Voir Figure 1. <ol><li> Si à tout moment la réaction doit être interrompue, vider lentement tout réactif organolithien utilisé dans la seringue dans la glace sèche. Les flammes peuvent se produire en tant que réactif est vidé, mais la glace sèche doivent les éteindre. </li><li> Si, à tout moment, le toluène ou l&#39;isopropanol prend feu, placez simplement le verre de montre sur le bécher de sorte que les flammes seront étouffés. </li><li> Si une circonstance se produit jamais où un incendie ne peut pas être désactivé par cette méthode, utiliser immédiatement l&#39;extincteur. </li><li> Dans le cas peu probable que les cheveux ou les vêtements prend feu, utilisez immédiatement la douche de sécurité. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Pour cette expérience de lithiation, l&#39; amide tert - butyle de lithium (LiNH t Bu) est synthétisé par lithiation de tert - butyl amine (t BuNH 2) à l&#39; aide tertiobutyl lithium (t - BuLi), formant l&#39; isobutane en tant que produit secondaire. Le protocole décrit est une modification d&#39;un protocole précédemment rapporté 31 et se déroule selon la réaction suivante: t BuNH 2 + t BuLi → t BuH + 1/8 [LiNH t Bu] 8. (2) Le rapport initial pour la synthèse de LiNH t Bu diffère de ce protocole en ce qu&#39;il emploie l&#39;utilisation de moins réactif n - butyl lithium comme réactif organolithien. En général, il faut toujours choisir le réactif organolithien moins réactif chaque fois que possible. Cependant, for le but de cet article, les auteurs ont choisi de démontrer l&#39;utilisation en toute sécurité de la solution de tert - butyle de lithium plus réactif afin que les téléspectateurs peuvent observer la manipulation correcte du réactif le plus difficile. Ce protocole peut être facilement appliquée à l&#39;utilisation des réactifs organolithiens moins réactifs. étapes critiques En raison de la nature hautement pyrophorique de Organolithien, toutes les opérations doivent être effectuées dans des conditions d&#39;atmosphère inerte, ce qui nécessite l&#39;utilisation d&#39;un Schlenk ou de la ligne de gaz inerte ou une atmosphère glovebox inerte. Bien que le fonctionnement dans une boîte à gants est une approche beaucoup plus simple, il est associé à ses propres risques, différents de ceux de l&#39;exécution lithiations sur une conduite de gaz inerte. Chacune de ces approches nécessite donc beaucoup de soin et le respect des protocoles. Décrite voici deux protocoles pour lithiation: l&#39;un sur un gaz inerte (Schlenk) en ligne, et un dans une boîte à gants. Lorsque vous effectuez une lithiation sur une conduite de gaz inerte, un familiarity avec le fonctionnement de la verrerie et des protocoles sans air est inestimable. Cependant, étant donné que les laboratoires peuvent adopter des pratiques légèrement différentes, un protocole étape par étape pour chaque méthode est décrite à fond. Le vendeur chimique offre son propre appareil de verrerie recommandé et le protocole pour une bonne utilisation des réactifs sensibles à l&#39;air 32. La section du protocole décrit une procédure similaire à celle du fournisseur, mais qui a été modifié pour optimiser la sécurité et la facilité, en particulier pour les protocoles d&#39;alkyllithium. La procédure détaillée est disponible dans la section Protocole, mais ici, quelques points importants sont mis en évidence pour maximiser la sécurité et le succès. REMARQUE: Ne jamais travailler dans le laboratoire seul. PPE Une considération extrêmement importante est l&#39;utilisation d&#39;un équipement approprié de protection individuelle (EPI), qui pour lithiation comprend une blouse de laboratoire appropriée ajustée, des lunettes de sécurité, des pantalons longs (de préférence en m non-inflammableatériel), des chaussures fermées à bout, et une cravate de cheveux (le cas échéant). Alors que les meilleures pratiques peuvent veiller à ce qu&#39;aucun des incendies se produisent dans la plupart des cas, le tert - butyl lithium est extrêmement pyrophore, et les accidents peuvent se produire. Quand ils le font, la sécurité du chercheur est mieux assurée si elles sont protégées par le bon PPE. Erreurs les plus importantes de T il UCLA Alumna étaient qu&#39;elle a effectué une lithiation sans blouse de laboratoire et qu&#39;elle portait des vêtements faits de matières inflammables 20. Ventilation Lithiations en dehors de la boîte à gants doivent toujours être effectuées dans une hotte. Si un capot clair ne sont pas disponibles, ne pas effectuer une lithiation jusqu&#39;à ce qu&#39;un, épuré espace de hotte dépourvue d&#39;autres produits chimiques inflammables est fixé. La ceinture doit être abaissée autant et aussi souvent que possible. Une erreur supplémentaire de l&#39;ancienne élève UCLA était qu&#39;il y avait d&#39;autres produits inflammables dans la hotte (hexanes), qui renversé et a pris feu, enflammant ses vêtements20. Gaz inerte Une lithiation nécessite l&#39;utilisation d&#39;un gaz inerte. Une ligne Schlenk (double commutable collecteur entre le gaz inerte et sous vide) est idéal, mais une source de gaz inerte avec un bon contrôle de débit va fonctionner. Seringue seringues en verre sont préférables à des seringues en plastique en raison de leur inertie chimique et plus lisse mouvement de piston. Une longue (1-2 pi) 32, aiguille flexible doit toujours être solidement fixé à la seringue de livraison. Une autre des erreurs de l&#39;ancienne élève de l&#39; UCLA a été l&#39;utilisation d&#39;un trop court (1,5 pouces) 20 aiguille, qui peut avoir nécessité inverser le flacon de réactif pour attirer le réactif dans la seringue, ce qui peut conduire à des déversements et le feu. Par conséquent, une longue aiguille doit toujours être utilisé de telle sorte que la bouteille ne doit pas être inversée. L&#39;aiguille doit être solidement fixé de sorte qu&#39;il ne se déclenche pas pendant la livraison réactif. Seringues de style Luer-lock (figure 2) sont les meilleures. Si vous utilisez un bouton-on &amp; #34; glisser-tip &quot;système d&#39;aiguille de seringue, veiller à ce que l&#39;aiguille est extrêmement bien attaché avant de poursuivre une seringue doit toujours être sélectionnée qui est au moins deux fois le volume de la quantité souhaitée de réactif organolithien 32 Ceci est dû au fait que.. espace de tête occupe toujours un certain volume de la seringue tout en tirant un réactif. une autre des erreurs de l&#39;ancienne élève de l&#39; UCLA a été l&#39;utilisation d&#39;une seringue qui était trop petite. Lorsque la seringue a atteint sa capacité, il est probable sauté ouverte, éclaboussant t BuLi sur son bras protégé 20 . Agents trempe Un petit bêcher contenant du toluène (volume approximativement égal au volume de organolithien à livrer) doit être situé dans la hotte à la portée de - mais pas juste à côté - le récipient de réaction. Un verre de montre de taille appropriée pour couvrir ce bêcher en cas d&#39;incendie doit également être placé sur le bécher. Ce bécher sera utilisé pour diluer la residual réactif contaminer la seringue après l&#39;addition de réactif (figure 1). Un second récipient contenant de l&#39;isopropanol (volume environ cinq fois le volume de réactif d&#39;organolithium à livrer) doit être placée dans la hotte à la portée de - mais pas juste à côté - le récipient de réaction. Un deuxième verre de montre de taille appropriée pour couvrir ce bêcher en cas d&#39;incendie doit également être placé sur le dessus du bêcher. Ce navire est utilisé pour étancher le résidu restant dans la seringue après l&#39;addition (figure 1). En troisième lieu, un récipient de glace sèche (environ dix fois le volume de organolithien à livrer) doit être situé à proximité du récipient de réaction. Dans le cas de l&#39;aiguille de seringue se détacher, ou quelque chose d&#39; autre qui ne va pas, cette glace sèche peut être utilisée pour éteindre le réactif organolithien restant dans la seringue (Figure 1). Finally, un extincteur doit être situé à proximité en cas d&#39;urgence, ainsi que l&#39;emplacement et le bon fonctionnement de la douche de sécurité doit être noté. La bouteille de réactif En dehors de la boîte à gants, utiliser des bouteilles de réactifs seulement organolithiens avec des capsules de bouteilles septum étanche (figure 3). L&#39;achat de petites bouteilles est recommandée car 1) organolithium réactifs se dégradent au fil du temps, et le stockage à long terme est pas recommandé, 2) septa peut se dégrader au fil du temps, ce qui expose le réactif à l&#39;air, et 3) de petits volumes de pyrophoriques sont moins dangereux que des volumes importants. Le flacon de réactif organolithien doit être réglé sur le banc et serré à un support annulaire avant utilisation (Figure 1). Le récipient de réaction Le récipient de réaction doit être au four ou séché à la flamme et refroidie à la température ambiante sous une atmosphère inerte pour s&#39;assurer qu&#39;il n&#39;y a pas de traces d&#39;eau existent sur les côtés du verre. Le récipient contenant le réactif auquel le ousolution ganolithium sera ajoutée devrait être serrée au-dessus d&#39;une plaque d&#39;agitation et dégazé pour éliminer l&#39;air. Cela peut être fait soit en purgeant le récipient avec un gaz inerte, soit en effectuant plusieurs cycles de remplissage de gaz inerte d&#39;évacuation sur une ligne Schlenk. En variante, le flacon peut être chargé avec des réactifs et du solvant dans une atmosphère inerte et glovebox scellé avant le retrait de la boîte à gants. Le flacon dégazée doit être équipé d&#39;un septum et protégé par une couverture de gaz inerte (voir Protocole et figure 1). Si les permis de protocole de synthèse, le ballon doit également être immergé dans un bain froid comme de la glace carbonique / acétone pour contrôler la réaction exothermique qui se produira lorsque le réactif organolithien est ajouté. Notes sur lithiation dans un Glovebox Inert-atmosphère L&#39;utilisation de boîtes à gants sans air rend la manipulation de réactifs sensibles à l&#39;air beaucoup plus simple, mais il est livré avec ses propres risques. Depuis Organolithien sont protégés de l&#39;air dans les ee glovebox, il est plus facile de devenir complaisants et négligent. Bien que la manipulation des réactifs est plus simple, un déversement dans le glovebox crée un dilemme: le réactif renversé doit être essuyé avec des serviettes en papier, mais le réactif pyrophorique et un chiffon inflammable doit être retiré de la boîte et placé de nouveau dans l&#39;air, à quel point , ils seront immédiatement prendre feu. Pour éviter ces risques, les réactifs et les flacons de réaction doivent toujours être serrées en toute sécurité au sein de la boîte à gants, et des bouteilles ouvertes et flacons ne doivent jamais être déplacés ou manipulés à la main. Toutes les matières contenant des réactifs résiduels doivent être retirés de la boîte à gants dans un dessiccateur étanche (ou d&#39;un récipient similaire) et déplacé à une hotte, avant d&#39;être ouvert et exposé à l&#39;air. Connaître l&#39;emplacement et le fonctionnement de l&#39;équipement d&#39;urgence Connaître l&#39;emplacement et le fonctionnement du feu de l&#39;extincteur de laboratoire, de sorte que dans le cas d&#39;un incendie qui ne peut pas être mis hors par étouffement avec un verre de montre, on peut réagir rapidement et Décidéely. Sachez également l&#39;emplacement et le fonctionnement de la sécurité de la douche du laboratoire. Dans le cas improbable où un morceau de vêtement prend feu, utilisez immédiatement la douche de sécurité. Si vêtements prennent feu de quelqu&#39;un d&#39;autre, les diriger immédiatement à la douche de sécurité. Si le laboratoire n&#39;a pas une douche de sécurité et un extincteur, ne pas tenter une réaction de lithiation. Qu&#39;est-ce que peut-être la dernière chance de sauver la vie de l&#39;ancienne élève UCLA a manqué quand ni elle ni le postdoc travailler avec elle a utilisé la douche de sécurité ou d&#39;un extincteur pour éteindre les flammes. Au contraire, son collègue postdoctoral a tenté de caresser les flammes avec une blouse de laboratoire, qui a également pris feu. En fin de compte, elle était assise sur le sol , tandis que son collègue postdoctoral a tenté d&#39;éteindre les flammes en versant béchers d&#39;eau, remplis de l&#39;évier, sur les flammes 20. réactifs organolithiens sont excellents pour la déprotonation d&#39;hydrogènes faiblement acides ou pouragissant en tant que source de groupes alkyle, et ils sont plus agressifs et réactifs que les réactifs de Grignard plus classiques. Les limites de cette technique peuvent inclure des réactions cinétiquement lents, auquel cas la modification du protocole peut aider la transformation chimique 19. En outre, la forte réactivité des organolithiens peut interférer avec la chimie souhaitée. Par exemple, les carbanions sont généralement excellentes nucléophiles. Tenté déprotonisation d&#39;un substrat électrophile (par exemple un acide carboxylique) est susceptible de conduire à une attaque nucléophile au lieu de déprotonation. Ainsi, la connaissance chimique et de l&#39;intuition est nécessaire lors de la sélection des réactifs de cette (ou tout) trié. Les réactions de lithiation continueront à jouer un rôle dans la chimie organique et inorganique synthétique pour un avenir prévisible, et donc, une compréhension de l&#39;utilisation sécuritaire est essentielle. Les réactions de lithiation sont accomplies en toute sécurité tous les jours, et il n&#39;y a aucune raison de craindre l&#39;exécution de cette réaction chimique. Cependant, la reagents méritent une mesure de respect et de soins. Il est essentiel que le multiple nécessaire fail-coffres-forts suivre pour éviter les risques de blessures. Dans ce protocole, une procédure étape par étape pour une réaction de lithiation sécuritaire est démontré et publié comme un article d&#39;accès ouvert de telle sorte que tout chercheur dans le monde peut l&#39;utiliser comme la formation, gratuitement. En tant que tel, les auteurs espèrent que ce rapport peut rendre le protocole lithiation accessible à un large éventail de groupes et de prévenir de futures tragédies.

Organolithien (RLi) sont des bases puissantes qui exploitent les non-polaires, de fortes liaisons d&#39;hydrocarbures pour produire des bases conjuguées qui peuvent déprotoner presque tout composé d&#39;acidité, même modérée. Ils servent comme des alternatives plus agressives à amidures de lithium (par exemple, LDA) et des réactifs de Grignard. Leur incroyablement forte basicité les rend d&#39; une immense utilité dans les synthèses organiques et inorganiques, et leur large applicabilité a été décrite en détail dans plusieurs récents 1-3. Organolithien peuvent facilement déprotoner acides extrêmement faibles tels que des alcools, des amines et des hydrocarbures aliphatiques et les deux benzyliques. La réaction est conduite par la formation d&#39;un, solide, alkyle liaison CH stable. Li + R - + HX → LiX + RH (1) Concepts généraux autour de réactifs organolithiens ont été examinés 4-7, mais noussouligner ici l&#39;utilité de ces réactifs pour exploiter le pK différant une valeur de plusieurs hydrocarbures différents afin de sélectionner une base conjuguée avec la puissance de déprotonation approprié. Par exemple, étant donné que l&#39;acidité des hydrocarbures aliphatiques diminue avec l&#39; augmentation des niveaux de substitution ( par exemple 1 °&gt; 2 °&gt; 3 °), le tert - butyl - lithium est le réactif alkyllithium le plus agressif, tandis que le méthyllithium est le plus doux. Phényllithium est considérablement plus doux que le méthyllithium en raison de la capacité du noyau phényle de délocaliser la charge de l&#39;anion phényle déprotoné. Ainsi, les réactifs organolithiens les plus couramment utilisés sont, par ordre croissant de basicité: PhLi &lt;MeLi &lt;BuLi &lt;s BuLi &lt;t BuLi. Bien que précise pKa des alcanes protonés sont difficiles à mesurer en raison de leur manque d&#39;acidité, pK environ un valeurs sont fournies dans le tableau 1 7-10 unlongue avec d&#39; autres réactifs communément protiques communs déprotonés par Organolithien en chimie de synthèse. Le tableau 1 présente, en un coup d&#39; oeil, un outil visuel pour prédire quelles bases peuvent être utilisées pour déprotoner ces acides. Au - delà de la chimie acido-basique, les réactifs alkyllithium ont été exploités dans la chimie inorganique et organométallique comme un moyen de fournir des ligands à base de carbone, des réactifs de 11,12 transmetallate en catalyse 13-15, ou de faciliter la réactivité organométallique par photolyse liaison M-Me homolyse 16, 17. Tandis que les réactifs alkyllithium sont thermodynamiquement bases très fortes, leur réactivité peut être lente dans certaines réactions, ce qui nécessite une optimisation des conditions de réaction 18. En général, leur comportement cinétique peut être améliorée par remplacement de l&#39;acide lithium - ion de Lewis avec un acide faible de Lewis , tel que le potassium, comme on le voit dans la génération de la «base de Schlosser&quot; de tert - BuLi et de potassium </em&gt; butoxyde 19. Bien que l&#39;utilité des réactifs organolithium dans la synthèse est indéniable, l&#39;utilisation de ces réactifs nécessite des précautions appropriées. Les réactifs sont pyrophoriques, en faisant réagir violemment à l&#39;air ou à l&#39;eau et avec une réaction exothermique énergique. Ils génèrent des composés organiques volatils qui s&#39;enflamment souvent en raison des températures élevées de décomposition. Ainsi, les incendies peuvent se produire pendant lithiations, en particulier lorsque les procédures normalisées d&#39;exploitation prudentes ne sont pas suivies. La plupart infâme est le cas d&#39;une ancienne élève de premier cycle, récemment diplômé de l&#39;Université de Californie, Los Angeles (UCLA) en travaillant comme assistant de recherche. En tant que résultat d&#39;un tragique accident lors d&#39; une réaction de lithiation avec le réactif du organolithien le plus réactif, le lithium de tert, l&#39;étudiant a reçu des brûlures mortelles quand une seringue pleine de la solution est venue à part et enflammé ses vêtements 20. Parmi les erreurs qui ont été faites ont été l&#39;utilisation d&#39;une seringue inappropriée taille d&#39;unaiguille nd, un manque d&#39;équipement de protection individuelle (EPI), et une incapacité à utiliser la douche de sécurité 20. La nature sensible des réactifs de carbanion communes a inspiré le développement d&#39;alternatives plus sûres dans des solvants de polarité élevés 21, tels que des mélanges de solvants eutectiques 22-24, et pour les réactifs de Grignard, même de l&#39; eau 25-27. Néanmoins, la polyvalence des réactifs organolithiens les rend d&#39;utilité continue pour l&#39;avenir prévisible. L&#39;objectif de ce protocole et expérience visualisées est de démontrer une approche approfondie et rigoureuse de lithiation, accessible à tout étudiant en chimie bien formé qui a besoin de Organolithien. Nous espérons que ce protocole d&#39;accès ouvert illustrera ce qu&#39;il faut faire (et ne pas faire) pour atteindre un lithiation correct et sûr, que d&#39;autres laboratoires peuvent utiliser cette publication comme une ressource de formation, et que grâce à cela, demonstrati visuelle approfondiesur, de futurs accidents peuvent être évités. Ici, un protocole sûr pour la lithiation en utilisant le plus réactif tertiobutyl lithium , le décrit, qui peut être adapté pour être utilisé avec un quelconque des réactifs organolithiens moins réactifs.

<table><tbody><tr><td>Schlenk Flask, 25 ml</td><td>Chemglass</td><td>AF-0520-02</td><td>25 ml Flask, Reaction, 14/20 outer joint, 2&amp;nbsp;mm glass stpk, Air-free, Schlenk</td></tr><tr><td>Rubber Septum</td><td>Chemglass</td><td>CG-3024-01</td><td>Septum stopper, suba-seal, For 14/20-14/35 outer joints and 12.5&amp;nbsp;mm ID tubing</td></tr><tr><td>Stir Bar</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-512-130</td><td>Various sized stir bars</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;tert&lt;/em&gt;-butyllithium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>186198-4X25ML</td><td>1.7 M &lt;em&gt;t&lt;/em&gt;-butyllithium in pentane, 4 x 25&amp;nbsp;ml</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;tert&lt;/em&gt;-butylamine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>391433-100ML</td><td>&lt;em&gt;tert&lt;/em&gt;-butylamine, purified by redistillation, &gt;99.5%</td></tr><tr><td>hexanes</td><td>Fisher Scientific</td><td>H292-4</td><td>4 L, certified ACS, hexanes, &gt;98.5%</td></tr><tr><td>isopropanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A416-4</td><td>4 L, 2-propanol, certified ACS plus, &gt;99.5%</td></tr><tr><td>Dry ice</td><td>Airgas</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pure Solv Solvent Purification System</td><td>Inert Technology</td><td>MD-5</td><td>Alumina collumns through which fresh, degassed solvents are passed to remove water.</td></tr><tr><td>Aldrich Sure/Seal septum-inlet transfer adapter</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z407186</td><td>Adapter for removal of air-sensitive reagents under nitrogen blanket</td></tr><tr><td>Keck Standard Taper Clips</td><td>Chemglass</td><td>CG-145-03</td><td>clamp for securing glassware connections</td></tr><tr><td>Addition Funnel</td><td>Kontes</td><td>K634000-0060</td><td>Funnel for dropwise addition of reagent to flask</td></tr></tbody></table>

a protocol for safe lithiation reactions using organolithium reagents

réactifs organolithiens sont des outils puissants dans la boîte à outils de la chimie de synthèse. Cependant, la nature pyrophorique extrême de réactifs les plus réactifs garantit la bonne technique, une formation approfondie, et de l&#39;équipement de protection adéquat. Pour aider à la formation des chercheurs en utilisant des réactifs organolithiens, un protocole étape par étape complète pour l&#39;utilisation sûre et efficace de tert - butyl - lithium sur une ligne de gaz inerte ou dans une boîte à gants est décrite. Comme réaction modèle, la préparation de tert - butyl lithium amide par réaction de tert - butyl amine , avec un équivalent de tert - butyle de lithium est présenté.

Le rendement typique de cette réaction est d&#39;environ 670 mg (8,5 mmol, ~ 50%). D&#39;autres récoltes de cristaux peuvent être obtenus par concentration du filtrat et le refroidissement de la solution. Cependant, la pureté est souvent compromise par des cultures supplémentaires. Lorsque ce protocole est suivi attentivement par un chercheur préparé et pratiqué, il se déroule généralement sans incident. Dans notre expérience, dans les rares cas où la réaction doit être abandonnée ou un incendie se produit, la disponibilité des couvertures de montres de verre, de la glace sèche, et béchers isopropanol de trempe, et la localisation de l&#39;opération dans une hotte fournissent urgence suffisante. La confirmation du produit par RMN (figure 4) ou de diffraction des rayons X est nécessaire, comme l&#39;utilisation de réactifs impurs ou contaminés par de l&#39; eau conduit souvent à l&#39; impossibilité d&#39;obtenir le produit désiré. Le spectre RMN 1 H présente deux pics, comme prévu, dans un rapport de 1: 9(représentant respectivement le proton amide unique et les neuf protons tert - butyle de). L&#39; indexation d&#39;un cristal cultivé dans du pentane ou de l&#39; hexane est compatible avec la structure cristalline du produit rapportée 31. RMN (400 MHz, benzène-d6) ô : -1,53 (s, 1H, NH), 1,37 (s, 9H, t - Bu). Unité portable: P 2 / n, a = 12,05 (2), b = 12,62 (2), c = 18,24 (3) Å, β = 105,52 (5) °, V = 2,672 (14) Å 3. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54705/54705fig1.jpg" /> Figure 1:.. Appareil Schéma L&#39;aspect de l&#39;intérieur d&#39;une hotte pour une réaction en dehors de la boîte à gants est représenté <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54705/54705fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 2"src = &quot;/ files / ftp_upload / 54705 / 54705fig2.jpg&quot; /&gt; Figure 2:.. Le Seringue avec aiguille Une seringue de 10 ml avec une aiguille fixée à l&#39; aide d&#39; un embout Luer-lock est représenté <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54705/54705fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/54705/54705fig3.jpg" /> Figure 3:.. Bouteille septum scellé Cap Le réactif est vendu par le vendeur avec un bouchon de bouteille en métal scellé avec un septum en caoutchouc qui peut être percé avec une aiguille <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54705/54705fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/54705/54705fig4.jpg" /> Figure 4: 400 MHz 1 H Spectre RMN LiNH. tBu en C 6 D 6 Le spectre RMN du produit montre les deux signaux prévus pour les amides et les protons tert - butyle, avec un rapport entier de 1: 9, respectivement. Signal protiosolvent résiduel est marqué avec *. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54705/54705fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Acide </td><td> pKa </td><td> Base </td></tr><tr><td> i-butane 7 </td><td> &gt; 51 </td><td> t BuLi </td></tr><tr><td> n-butane (2 o carbone) 7 </td><td> ~ 50 </td><td> s - BuLi </td></tr><tr><td> n-butane (1 o carbone) 7 </td><td> ~ 50 </td><td> BuLi </td></tr><tr><td> méthane 7 </td><td> 48 </td><td> MeLi </td></tr&gt; <tr><td> benzène 7 </td><td> 43 </td><td> PhLi </td></tr><tr><td> toluène 7 </td><td> 40 </td><td> Tolli </td></tr><tr><td> R 2 NH 8 </td><td> 36 </td><td> RNHLi </td></tr><tr><td> ArNH 2 9 </td><td> 31 </td><td> ArNHLi </td></tr><tr><td> ROH 9 </td><td> 15 </td><td> ROLi </td></tr><tr><td> ArOH 8,9 </td><td> dix </td><td> Aroli </td></tr></tbody></table> Tableau 1: valeurs de pKa des hydrocarbures et de leurs bases lithié Conjuguer correspondants.

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A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

L&#39;utilisation sûre et correcte des réactifs organolithiens est décrit.

Un protocole pour la salubrité de lithiation Réactions Utilisation organolithium Réactifs

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

30.7K vues.  Temple University.  L'utilisation sûre et correcte des réactifs organolithiens est décrit. 

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Solid-state Graft Copolymer Electrolytes for Lithium Battery Applications

Battery safety has been a very important research area over the past decade. Commercially available lithium ion batteries employ low flash point (&lt;80 &deg;C), flammable, and volatile organic electrolytes. These organic based electrolyte systems are viable at ambient temperatures, but require a cooling system to ensure that temperatures do not exceed 80 &deg;C. These cooling systems tend to increase battery costs and can malfunction which can lead to battery malfunction and explosions, thus endangering human life. Increases in petroleum prices lead to a huge demand for safe, electric hybrid vehicles that are more economically viable to operate as oil prices continue to rise. Existing organic based electrolytes used in lithium ion batteries are not applicable to high temperature automotive applications. A safer alternative to organic electrolytes is solid polymer electrolytes. This work will highlight the synthesis for a graft copolymer electrolyte (GCE) poly(oxyethylene) methacrylate (POEM) to a block with a lower glass transition temperature (Tg) poly(oxyethylene) acrylate (POEA). The conduction mechanism has been discussed and it has been demonstrated the relationship between polymer segmental motion and ionic conductivity indeed has a Vogel-Tammann-Fulcher (VTF) dependence. Batteries containing commercially available LP30 organic (LiPF6 in ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) at a 1:1 ratio) and GCE were cycled at ambient temperature. It was found that at ambient temperature, the batteries containing GCE showed a greater overpotential when compared to LP30 electrolyte. However at temperatures greater than 60 &deg;C, the GCE cell exhibited much lower overpotential due to fast polymer electrolyte conductivity and nearly the full theoretical specific capacity of 170 mAh/g was accessed.

Lithium ion batteries employ flammable and volatile organic electrolytes that are suitable for ambient temperature applications. A safer alternative to organic electrolytes are solid polymer batteries. Solid polymer batteries operate safely at high temperatures (&gt;120 &deg;C), thus making them applicable to high temperature applications such as deep oil drilling and hybrid electric vehicles. This paper will discuss (a) the polymer synthesis, (b) the polymer conduction mechanism, and (c) provide temperature cycling for both solid polymer and organic electrolytes.

Solid-state greffe électrolytes de copolymère pour le lithium applications de batteries

Battery safety has been a very important research area over the past decade. Commercially available lithium ion batteries employ low flash point (&lt;80 ...

Recherche

Ingénierie

Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. Diiodomethyllithium is prepared by the deprotonation of diiodomethane with LiHMDS, in a THF/diethyl ether mixture, at -78 &#176;C in the dark. These conditions are essential for the stability of the LiCHI2 reagent generated. The subsequent dropwise addition of N-Ts aldimines to the preformed diiodomethyllithium solution affords an amino-diiodide intermediate, which is not isolated. Rapid warming of the reaction mixture to 0 &#176;C promotes cyclization to afford iodoaziridines with exclusive cis-diastereoselectivity. The addition and cyclization stages of the reaction are mediated in one reaction flask by careful temperature control.
Due to the sensitivity of the iodoaziridines to purification, assessment of suitable methods of purification is required. A protocol to assess the stability of sensitive compounds to stationary phases for column chromatography is described. This method is suitable to apply to new iodoaziridines, or other potentially sensitive novel compounds. Consequently this method may find application in range of synthetic projects. The procedure involves firstly the assessment of the reaction yield, prior to purification, by 1H NMR spectroscopy with comparison to an internal standard. Portions of impure product mixture are then exposed to slurries of various stationary phases appropriate for chromatography, in a solvent system suitable as the eluent in flash chromatography. After stirring for 30 min to mimic chromatography, followed by filtering, the samples are analyzed by 1H NMR spectroscopy. Calculated yields for each stationary phase are then compared to that initially obtained from the crude reaction mixture. The results obtained provide a quantitative assessment of the stability of the compound to the different stationary phases; hence the optimal can be selected. The choice of basic alumina, modified to activity IV, as a suitable stationary phase has allowed isolation of certain iodoaziridines in excellent yield and purity.

A protocol for the diastereoselective one-pot preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines is described. The generation of diiodomethyllithium, addition to N-Ts aldimines and cyclization of the amino gem-diiodide intermediate to iodoaziridines is demonstrated. Also included is a protocol to rapidly and quantitatively assess the most appropriate stationary phase for purification by chromatography.

Synthèse et purification de Iodoaziridines implication quantitative de sélection de la phase stationnaire optimale pour chromatographie

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. ...

Chimie

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic electrolyte, and an O2-breathing cathode. The aprotic electrolyte is a solution of lithium salt with aprotic solvent; and porous carbon is commonly used as the cathode substrate. To improve the performance, an electrocatalyst is deposited onto the porous carbon substrate by certain deposition methods, such as atomic layer deposition (ALD) and wet-chemistry reaction. The as-prepared cathode materials are characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray absorption near edge structure (XANES). A Swagelok-type cell, sealed in a glass chamber filled with pure O2, is used for the electrochemical test on a battery test system. The cells are tested under either capacity-controlled mode or voltage controlled mode. The reaction products are investigated by electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, and Raman spectroscopy to study the possible pathway of oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER). This protocol demonstrates a systematic and efficient arrangement of routine tests of the aprotic Li-O2 battery, including the electrochemical test and characterization of battery materials.

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

A protocol for the electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery with the preparation of electrodes and electrolytes and an introduction of the frequently used methods of characterization is presented here.

Protocole de test électrochimiques et caractérisation de aprotique Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batterie

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

Accessing Valuable Ligand Supports for Transition Metals: A Modified, Intermediate Scale Preparation of 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that derive from initial 2-bromo-2-butene lithiation followed by acid mediated dienol cyclization. The revised synthesis and purification of the ligand avoids the use of mechanical stirring while still permitting access to significant quantities (39 g) of Cp*H in good yield (58%). The procedure offers other additional benefits, including a more controlled quench of excess lithium during the production of the intermediate heptadienols and a simplified isolation of Cp*H of sufficient purity for metallation with transition metals. The ligand was subsequently used to synthesize [Cp*MCl2]2 complexes of both iridium and ruthenium to demonstrate the utility of the Cp*H prepared and purified by our method. The procedure outlined herein affords substantial quantities of a ubiquitous ancillary ligand support used in organometallic chemistry while minimizing the need for specialized laboratory equipment, thus providing a simpler and more accessible entry point into the chemistry of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene.

Reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented. The revised protocol for the synthesis and purification of the ligand minimizes the need for specialized laboratory equipment while simplifying reaction workups and product purification. Use of Cp*H in the synthesis of [Cp*MCl2]2 complexes (M = Ru, Ir) is also described.

Accès précieux Ligand Supports pour métaux de transition: Une modification, Intermediate échelle Préparation de 1,2,3,4,5-pentaméthylcyclopentadiène

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that ...

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. Recently, we have developed a two-step strategy for ketone enolate umpolung that has enabled the development of methods for chlorination, azidation, and amination using azoles. In addition, we have developed C-C bond&#8211;forming arylation and allylation reactions. At the heart of these methods is the preparation of the intermediate and highly reactive enolonium species prior to addition of a reactive nucleophile. This strategy is thus reminiscent of the preparation and use of metal enolates in classical synthetic chemistry. This strategy allows the use of nucleophiles that would otherwise be incompatible with the strongly oxidizing hypervalent iodine reagents. In this paper we present a detailed protocol for chlorination, azidation, N-heteroarylation, arylation, and allylation. The products include motifs prevalent in medicinally active products. This article will greatly assist others in using these methods.

A two step one-pot protocol for the umpolung of ketone enolates to enolonium species and addition of a nucleophile to the &#945;-position is described. Nucleophiles include chloride, azide, azoles, allyl-silanes, and aromatic compounds.

Un protocole en deux étapes pour Umpolung fonctionnalisation de cétones par espèce de Enolonium

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...

Efficient Synthesis of All-Carbon Quaternary Centers via the Conjugate Addition of Functionalized Monoorganozinc Bromides

The conjugate addition of organometallic reagents to &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls represents an important method to generate C&#8211;C bonds in the preparation of all-carbon quaternary centers. Though conjugate additions of organometallic reagents are typically performed utilizing highly reactive organolithium or Grignard reagents, organozinc reagents have garnered attention for their enhanced chemoselectivity and mild reactivity. Despite numerous recent advances with more reactive diorganozinc and mixed diorganozinc reagents, the generation of all-carbon quaternary centers via the conjugate addition of functionalized monoorganozinc reagents remains a challenge. This protocol details a convenient and mild &#8220;one-pot&#8221; preparation and copper mediated conjugate addition of functionalized monoorganozinc bromides to cyclic &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls to afford a broad scope of all-carbon quaternary centers in generally excellent yield and diastereoselectivity. Key to the development of this technology is the utilization of DMA as a reaction solvent with TMSCl as a Lewis acid. Notable advantages to this methodology include the operational simplicity of the organozinc reagent preparation afforded by the utilization of DMA as a solvent, as well as an efficient conjugate addition mediated by various Cu(I) and Cu(II) salts. Moreover, an intermediate silyl enol ether can be isolated utilizing a modified workup procedure. The substrate scope is limited to cyclic unsaturated ketones, and the conjugate addition is impeded by stabilized (e.g., allyl, enolate, homoenolate) and sterically encumbered (e.g., neopentyl, o-aryl) monoorganozinc reagents. Conjugate additions to five- and seven-membered rings were effective, albeit in lower yields compared with six-membered ring substrates.

A simple and practical protocol for the efficient conjugate addition of functionalized monoorganozinc bromides to cyclic &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls to furnish all-carbon quaternary centers was developed.

Synthèse efficace des centres quaternaires tout-carbone via l’addition conjuguée de bromures Monoorganozinc fonctionnalisées

The conjugate addition of organometallic reagents to &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls represents an important method to generate C&#8211;C bonds in the ...

n-Butyllithium Titration

Source: Vy M. Dong and Diane Le, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate a simple technique to titrate and obtain an accurate concentration of the organolithium reagent, n-butyllithium (n-BuLi). Organolithium reagents are extremely air- and moisture-sensitive and proper care must be taken to maintain the quality of the reagent so that it may be used successfully in a reaction. The n-BuLi titration experiments should be performed regularly to obtain accurate concentrations prior to use in a chemical reaction. Subsequently, we will demonstrate the addition of the titrated n-BuLi to benzaldehyde.

Determining n-Butyllithium Concentration by Titration

Titrage du n-butyllithium

Source: Vy M. Dong and Diane Le, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate a simple technique to ...

Enseignement

JoVE Science Education

Chimie organique II

Organocatalysis

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of organocatalysis by illustrating the proper setup of a reaction that utilizes enamine catalysis. Organocatalysis is a form of catalysis that uses substoichiometric amounts of small organic molecules to accelerate reactions. This type of catalysis is complementary to other forms of catalysis such as transition metal or biocatalysis. Transition metal catalysis involves transition metals as catalysts and biocatalysis uses enzymes as catalysts. Some advantages of organocatalysis include the low toxicity and cost of the organocatalysts in comparison to many metal catalysts. In addition, most organocatalysts are not sensitive to air and moisture, unlike metal catalysts. In contrast to enzymes found in living organisms, the small molecules that act as organocatalysts are typically easy to access. Furthermore, organocatalysis offers complementary and new reactivity not observed with other forms of catalysis.

Organocatalysis: Principles and Applications

Organocatalyse

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of ...

Acid Halides to Alcohols: LiAlH4 Reduction

Acid halides are reduced to alcohols in the presence of a strong reducing agent like lithium aluminum hydride.
The mechanism proceeds in three steps. First, the nucleophilic hydride ion attacks the carbonyl carbon of the acid halide to form a tetrahedral intermediate. Next, the carbonyl group is re-formed, and the halide ion departs as a leaving group, generating an aldehyde. A second nucleophilic attack by the hydride yields an alkoxide ion, which, upon protonation, gives a primary alcohol as the final product.
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12364/12364_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 200px;" />
However, it is possible to stop the reaction at the aldehyde by using a milder reducing agent like diisobutylaluminum hydride or lithium tri(t-butoxy)aluminum hydride.

Acid Halides to Alcohols: LiAlH4 Reduction

Halogénures acides en alcools : réduction du LiAlH4

Acid halides are reduced to alcohols in the presence of a strong reducing agent like lithium aluminum hydride.
The mechanism proceeds in three steps. ...

JoVE Core

Chimie Organique

Unité 1

Carboxylic Acid Derivatives

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

Acid Halides to Alcohols: Grignard Reaction

Organomagnesium halides, commonly known as Grignard reagents, convert acid halides to tertiary alcohols. The reaction requires two equivalents of the Grignard reagent and proceeds via a ketone intermediate.
Grignard reagents are a source of carbanions and function as nucleophiles. The mechanism begins with the nucleophilic attack by the carbanion at the carbonyl carbon of the acid halide to form a tetrahedral intermediate. Next, the carbonyl group is re-formed, and the halide ion departs, forming a ketone. The addition of another equivalent of the carbanion generates a tertiary alkoxide ion. Protonation of the alkoxide gives a tertiary alcohol as the final product.
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12827/12827_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 225px;" />

Halogénures acides en alcools : réaction de Grignard

Organomagnesium halides, commonly known as Grignard reagents, convert acid halides to tertiary alcohols. The reaction requires two equivalents of the ...

Un protocole pour la salubrité de lithiation Réactions Utilisation organolithium Réactifs

Résumé

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