н и т. д.). Лишь метиллитий и фениллитий ограниченно растворимы в углеводородах, и для их получения требуется использовать эфир (в котором они достаточно стабильны). Бутил-литий удобнее получать в гексане, особенно в промышленном производстве. Виниллитий обычно получают, используя в качестве растворителя ТГФ.

4.2.2. Реакция металлирования

Большое разнообразие литийорганических соединений доступно для применения в органическом синтезе благодаря легкости, с которой простейшие литийалкилы могут быть превращены в новые литийорганические соединения. Основным методом, используемым с этой целью, является металлирование (литиирование), т. е. замещение водорода металлом (литием):

RJLi + R2H

R!--H

R!Li + R2H

Li— R2

Реакция металлирования включает атаку аниона или полярной группы R1 на атом водорода субстрата R2H и протекает, возможно, через четырехцентровое переходное состояние. Это подтверждается тем, что эффекты резонанса заместителей в R2 не оказывают заметного влияния на направление атаки. Так, если R2 - арил, такие заместители, как ОМе и CF3, направляют атаку в с/?те>-положение, а изопропил - в мета- (преимущественно) и пара-. Именно такого результата можно было ожидать при учете только индукционных эффектов.

Реакция металлирования может рассматриваться как взаимодействие кислоты и соли более слабой кислоты, поэтому для ее протекания важнейшее значение имеет С-Н-кислотность субстрата R2H. Равновесие обычно сдвинуто в сторону образования более слабой кислоты. Так как алканы имеют рКа ~ 45-50, то алифатические литийорганические соединения оказываются пригодными для металлирования С-Н кислот с рКа < 35. Подходящую кислотность, таким образом, имеют многие органические соединения (см. 3.3). Это и обусловливает широкую область применения рас

сматриваемой реакции. В качестве металлирующего агента чаще других используют BuLi, главным образом, благодаря его доступности.

BuLi

С Н2 — CHCH-j

Литиирование алифатических соединений протекает наиболее легко, если образовавшийся карбанион мезомерно стабилизирован, например:

CH2 = CHCH2Li

ТМЭДА

PhCJL

BuLi

ТМЭДА

EtLi

PhH

100 %

нс=сн нс^ссн3

нс=ссн,

LiC = CLi *- LiC = CCH:

^ LiC = CCLi

По той же причине легко проходит литиирование алкинов-1 (у ацетилена рКа ~ 25). Однако в реакциях с производными ацетилена нередко наблюдается их полиметаллирование (получать монолитиевые производные удобнее реакцией ацетилена с литием в жидком аммиаке (см. 3.3.1)):

BuLi (I экв.) Bu Li (4 экв.)

Ph Li

Возможно также, что взаимное возмущение электронов валентной оболочки серы и неподеленной пары электронов углеродного атома обеспечивает стабилизацию аниона, легко получаемого из 1,3-дитиана (рКа ~ 31):

BuLi / \/

X (X до 95 %

' тт ТГФ \ ' т ?

S Н N—s Li

Такие литиевые соединения представляют интерес, так как исходный 1,3-дитиан - дитиоацеталь карбонильного соединения - представляет собой маскированную карбонильную группу и, следовательно, может выступать как нуклеофильный эквивалент этой группы.

В системах, металлирование которых описано выше, активация С-Н связей обусловлена мезомерной стабилизацией карбанионной части литийорганического соединения. Электроноакцепторные группы лишь за счет индуктивного эффекта не могут обеспечить достаточной стабилизации образующегося карбаниона. К тому же соединения, содержащие у одного атома углерода литий и элект-роноакцепторную группу (х), оказываются нестабильными и, возникая, склонны давать продукты элиминирования, перегруппировки и т. д.:

RCFLX RCHX :—[rCH:] -продукты

L | - LiX *Li

Лишь в некоторых случаях при очень низких температурах такие соединения оказываются стабильными и их удается охарактеризовать:

BuLi М i.co2

Ar9C = CHCl Ai\C = C

1 ТГФ, —45н— 100 °С 2 \ф 2. Н +

Аг2 С = С(С1)СООН 9 7 %

Особый интерес реакция металлирования представляет для получения литийарилов. Ароматические углеводороды обычно являются более сильными кислотами, чем алифатические (у бензола рКа ~ 43), поэтому доступный бутиллитий оказывается подходящим реагентом для синтеза литийарилов. Однако реакция самого бензола протекает очень медленно, и для ее ускорения используют ТМЭДА или ДАБЦО, а также mpem-бутоксид калия, превращающий литийорганический реагент в более реакционноспособное соединение калия:

PhH ——PhLi 90 %

трет-ВиОК.

Многие замещенные ароматические соединения взаимодействуют с бутиллитием без осложнений. При этом характерной особенностью реакции является то, что металлирование осуществляется в орто-положение по отношению к группировкам, содержащим гете-роатом, таким как OR, NR2, СН2ОН, CH2NR2, CONHR, CONR2 и др.:

BuLi ^

ОМе ^ОМе

Et20

65 %, орто- 99,8 %

Li

CH2NMe2

BuLi

CH2NMe2

Et20

Li

По-видимому, на первом этапе реакции такого типа происходит координация электронодефицитного металлирующего агента с не-поделенной электронной парой гетероатома субстрата (с одновременной деполимеризацией литийоргани