I composti litio-organici, insieme ai composti organici del magnesio, noti come reattivi di Grignard, si comportano da nucleofili presentando una elevata reattività.
Proprietà
Sono solubili in eteri, in composti alifatici e aromatici e possono polimerizzare in tetraidrofurano.
Nei solventi i composti litio-organici possono formare aggregati come dimeri, tetrameri e esameri pertanto la reattività di tali composti è influenzata dal tipo di solvente.
La presenza di forti complessanti come la tetrametiletilendiammina può rompere la struttura di tali aggregati con conseguente maggiore reattività.
I composti litio-organici più comuni sono il n-butillitio, il metillitio e il t-butillitio.
Vengono usati quali basi forti, nucleofili, riducenti, nelle reazioni di metallazione, quali iniziatori e/o catalizzatori nelle polimerizzazioni e come catalizzatori nelle sintesi organiche.
Sintesi
Sono sintetizzati dalla reazione tra un cloruro alchilico e litio in benzene o in un idrocarburo alifatico:
R-Cl + 2 Li → R-Li + LiCl
In particolare il n-butillitio che costituisce il più importante composto della serie può essere ottenuto dalla reazione tra l'1-bromobutano e il litio:
C4H9Br + 2 Li → C4H9Li + LiBr
Molti composti litio-organici vengono preparati dal n-butillitio o da altri composti alchillitio tramite una reazione di metallazione ovvero una reazione in cui un metallo viene introdotto in una molecola organica per dare un composto organometallico in un processo in cui un idrogeno viene sostituito da un metallo.
La metallazione della diisopropilammina con n-butillitio in tetraidrofurano dà luogo alla formazione di litio diisopropilammide noto come LDA usata nell'ambito delle sintesi organiche per deprotonare gli acidi deboli.
(CH3)2HC-NH-CH(CH3)2 + C4H9Li → [(CH3)2CH]2NLi + C4H10
I composti litio-organici danno luogo a decomposizione termica con ottenimento di un alchene e idruro di litio. Ad esempio:
C4H9Li → CH2=CH-CH2-CH3 + LiH
In presenza di acqua danno luogo alla formazione dell'alcano e dell'idrossido di litio:
C4H9Li + H2O → CH3-CH2-CH2-CH3 + LiOH
In presenza di ossigeno danno luogo alla formazione di un alcossido:
2 C4H9Li + O2 →2 CH3-CH2-CH2-CH2-O-Li
Reazioni
I composti litio-organici attaccano i composti contenenti un gruppo carbonilico tramite attacco nucleofilo del carbanione pertanto in ambiente acido:
- formaldeide + R-Li → alcol primario
- aldeidi + R-Li → alcol secondario
- chetoni + R-Li → alcol terziario
La reazione del biossido di carbonio con un composto litio-organico dà luogo alla formazione di un acido carbossilico.
I composti litio-alchilici danno luogo alla reazione detta riarrangiamento [1,2] di Witting con gli eteri per dare un alcol secondo un meccanismo radicalico:
![[1,2] witting](https://i0.wp.com/chimicamo.org//wp-content/uploads/2018/04/12.png "Composti litio-organici 2")
I composti litio-alchilici danno luogo ad una reazione sigmatropica detta riarrangiamento [2,3] di Witting con gli eteri allilici per dare alcoli allilici:
![[2,3] witting](https://i0.wp.com/chimicamo.org//wp-content/uploads/2018/04/23.png "Composti litio-organici 3")
L'uso maggiore dei composti litio-organici e in particolare del n-butillitio, in campo industriale è quello catalitico nella polimerizzazione anionica di polimeri quali polibutadiene, poliisoprene e polistirene.
