Αιθυλολίθιο

Το αιθυλολίθιο (αγγλικά ethyllithium) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και λίθιο, με εμπειρικό τύπο C₂H₅Li. Συμβολίζεται, επίσης, συχνά με τη συντομογραφία EtLi, που προέρχεται από την αγγλόφωνη ονομασία του EthylLithium). Αυτή η οργανομεταλλική ένωση υιοθετεί μια ολιγομερική δομή τόσο σε κατάσταση διάλυσης, όσο και στη στερεή κατάσταση. Είναι πολύ δραστική ένωση και χρησιμοποποιείται διαλυμένη σε αιθέρες (ROR'), στη Συνθετική και στην Οργανομεταλλική Χημεία. Οι σχετικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν αιθυλολίθιο 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 αιθυλολίθιο. Συνήθως το αιθυλολίθιο δεν παρσκευάζεται επιτόπου, αλλά παραγγέλνεται σε μορφή διαλύματος σε διάφορους αιθέρες.

Αιθυλολίθιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Αιθυλολίθιο
Άλλες ονομασίες	Λιθιαιθανίδιο Λιθιαιθάνιο Αιθανίδιο του λιθίου
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2H5Li
Μοριακή μάζα	36,002 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3CH2Li
Συντομογραφίες	EtLi
Αριθμός CAS	811-49-4
SMILES	[Li]CC
InChI	1S/C2H5.Li/c1-2;/h1H2,2H3
Φυσικές ιδιότητες
Διαλυτότητα στο νερό	Αντιδρά ζωηρά
Εμφάνιση	στερεό
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Ονοματολογία

Από τις ονομασίες που χρησιμοποιούνται:

1. Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί ένωση λιθίου και αιθυλίου (CH₃CH₂).
2. Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο αιθάνιο (CH₃CH₃), 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 αιθανιδίου (CH₃CH₂^-). Η κατάληξη «-ίδιο» αντί «-άνιο» δηλώνει την ύπαρξη καρβανιόντος.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C-C	σ	2sp3-2sp3	154 pm
C--Li+	ετ.	2(sp3)8-1s2	231 pm	100% C- Li+
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#1	-1,06
C#2	-0,09
H	+0,03
Li	+1,00

Παραγωγή

Το αιθυλολίθιο παράγεται με επίδραση μεταλλικού λιθίου (Li) σε αιθυλαλογονίδιο (CH₃CH₂X), συνήθως παρουσία άνυδρου διαιθυλαιθέρα (|Et₂O|):

$\mathrm {2Li+CH_{3}CH_{2}X{\xrightarrow[{-10^{o}C}]{|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}Li+LiX}$

Χημική δραστηριότητα

Το αιθυλολίθιο είναι μια ισχυρή βάση κατά Lewis και ένα ισχυρό πυρηνόφιλο αντιδραστήριο, εξαιτίας του αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου που εμφανίζει το άτομο άνθρακα (C) #1. Γι' αυτό είναι ιδιαίτερα δραστικό έναντι δοτών ηλεκτρονίων και πρωτονίων. Για λόγους ασφαλείας, οι περισσότερες αντιδράσεις, που χρησιμοποιούν αιθυλολίθιο, πραγματοποπιούνται σε θερμοκρασίες μικρότερες της θεμοκρασίας δωματίου (20 °C).

Με νερό

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με το νερό (H₂O), παράγοντας υδροξείδιο του λιθίου (LiΟΗ) και αιθάνιο (CH₃CH₃):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+H_{2}O{\xrightarrow {}}LiOH+CH_{3}CH_{3}\uparrow }$

Με διοξείδιο του άνθρακα

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), παράγοντας (τελικά) προπανικό οξύ (CH₃CH₂COOH):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+CO_{2}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}COOLi{\xrightarrow {+HCl}}CH_{3}CH_{2}COOH+LiCl}$

Με αλκυλαλογονίδια

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), αιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας αιθυλιωμένα αλκάνια (REt):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+RX{\xrightarrow {}}RCH_{2}CH_{3}+LiX}$

Με οργανοπολυαλογονίδια

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με οργανοπολυαλογονίδια, πολυαιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας πολυαιθυλιωμένα αλκάνια. Π.χ.:

$\mathrm {4CH_{3}CH_{2}Li+CX_{4}{\xrightarrow {}}C(CH_{2}CH_{3})_{4}+4LiX}$

Με αλκοόλες

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με αλκοόλες (ROH), παράγοντας αλκοολικό λίθιο (ROLi) και αιθάνιο (CH₃CH₃):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+ROH{\xrightarrow {}}ROLi+CH_{3}CH_{3}\uparrow }$

Με μεθανάλη

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με τη μεθανάλη (HCHO), αιθυλιώνοντάς τη και παράγοντας (τελικά) 1-προπανόλη (PrOH):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+HCHO{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}OLi{\xrightarrow {+HCl}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH+LiCl}$

Με αλδεΰδες

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με αλδεΰδες (RCHO), αιθυλιώνοντάς τες και παράγοντας (τελικά) δευτεροταγείς αιθυλαλκοόλες (RCH(OH)Et):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+RCHO{\xrightarrow {}}RC(OLi)CH_{2}CH_{3}{\xrightarrow {+HCl}}RC(OH)CH_{2}CH_{3}+LiCl}$

Με κετόνες

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με κετόνες (RCOR'), αιθυλιώνοντάς τες και παράγοντας (τελικά) τριτοταγείς αιθυλαλκοόλες (RC(Et)(OH)R'):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+RCOR{\acute {}}{\xrightarrow {}}RC(CH_{2}CH_{3})(OLi)R{\acute {}}{\xrightarrow {+HCl}}RC(CH_{2}CH_{3})(OH)R{\acute {}}+LiCl}$

Με οξιράνιο

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με το οξιράνιο, παράγοντας 1-βουτανόλη (CH₃CH₂CH₂CH₂OH):

$\mathrm {+CH_{3}CH_{2}Li{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OLi{\xrightarrow {+HCl}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH+LiCl}$

Με νιτρίλια

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με νιτρίλια (RCN), αιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας (τελικά) αιθυλοκετόνες (RCOEt):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+RCN{\xrightarrow {}}RC(CH_{2}CH_{3})=NLi+{\xrightarrow[{+2HCl}]{+H_{2}O}}RCOCH_{2}CH_{3}+NH_{4}Cl+LiCl}$

Με καρβοξυλικούς εστέρες

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με καρβοξυλικούς εστέρες (RCOOR'), αιθυλιώνοντάς τες και παράγοντας αιθυλοκετόνες (RCOEt):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+RCOOR{\acute {}}{\xrightarrow {}}RCOCH_{2}CH_{3}+R{\acute {}}OLi}$

Με αλαμίνες

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με αλαμίνες (π.χ. NH₂X), αιθυλιώνοντάς τες και παράγοντας αιθυλαμίνες (π.χ. CH₃CH₂NH₂). Π.χ.:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+NH_{2}X{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}NH_{2}+LiX}$

Με σιλυλαλογονίδια

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με σιλυλαλογονίδια [Si_vH_2v+1X], αιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας αιθυλοσιλάνια [Si_vH_2v+1CH₂CH₃]. Π.χ.:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+SiH_{3}X{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}SiH_{3}+LiX}$

Με φωσφυλαλογονίδια

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με φωσφυλαλογονίδια (π.χ. PH₂X), αιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας αιθυλοφωσφίνες (π.χ. CH₃CH₂PH₂). Π.χ.:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+PH_{2}X{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}PH_{2}+LiX}$

Με τριαλογονίδια του φωσφόρου

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με τριαλογίδια του φωσφόρου (PX₃), τριαιθυλιώνοντάς τα και παράγοντας τριαιθυλοφωσφίνη [(CH₃CH₂)₃P]:

$\mathrm {3CH_{3}CH_{2}Li+PX_{3}{\xrightarrow {}}P(CH_{2}CH_{3})_{3}+3LiX}$

Με πενταλογονίδια του φωσφόρου

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με πενταλογίδια του φωσφόρου (PX₅), πενταιθυλιώνοντάς τα, παράγοντας πενταιθυλοφωσφοράνιο [(CH₃CH₂)₅P]:

$\mathrm {5CH_{3}CH_{2}Li+PX_{5}{\xrightarrow {}}P(CH_{2}CH_{3})_{5}+5LiX}$

Με χλωριούχο υδράργυρο

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με αλογονούχο υδράργυρο (HgΧ₂), διαιθυλιώνοντάς τον, παράγοντας διαιθυλοϋδράργυρο [Hg(CH₂CH₃)₂]:

$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}Li+HgX_{2}{\xrightarrow {}}Hg(CH_{2}CH_{3})_{2}+2LiX}$

Με χλωριούχο μόλυβδο

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με το χλωριούχο μόλυβδο (PbCl₂), τετραιθυλιώνοντάς τον, παράγοντας τετραιθυλομόλυβδο [Pb(CH₂CH₃)₄]:

$\mathrm {4CH_{3}CH_{2}Li+2PbCl_{2}{\xrightarrow {}}Pb(CH_{2}CH_{3})_{4}+4LiCl+Pb}$

Με τετραχλωριούχο ζιρκόνιο

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με τετραχλωριούχο ζιρκόνιο (ZrCl₄), εξαιθυλιώνοντάς το και παράγοντας εξαιθυλοζιρκονιοδιλίθιο [Li₂[Zr(CH₂CH₃)₆] :

$\mathrm {6CH_{3}CH_{2}Li+ZrCl_{4}{\xrightarrow {}}Li_{2}[Zr(CH_{2}CH_{3})_{6}]+4LiCl}$

Με μεθυλένιο

Το αιθυλολίθιο αντιδρά με μεθυλένιο ([:CH₂]), σχηματίζοντας προπυλολίθιο (PrLi) και ισοπροπυλολίθιο (iPrLi):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}Li+CH_{2}N_{2}{\xrightarrow {UV}}{\frac {3}{5}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}Li+{\frac {2}{5}}CH_{3}CHLiCH_{3}+N_{2}\uparrow }$

Πηγές πληροφόρησης

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