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페닐리튬

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1. 개요

페닐리튬은 유기리튬 화합물로, 주로 탄소-탄소 결합 형성을 위한 친핵성 첨가 반응 및 치환 반응에 사용된다. 디페닐수은과 리튬을 반응시키거나, 페닐 할라이드와 리튬을 반응시켜 합성하며, 금속-할로겐 교환 반응을 통해서도 얻을 수 있다. 고체 상태에서는 이량체 구조를 가지며, 용액에서는 용매에 따라 단량체, 이량체 또는 사량체 형태로 존재한다.

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페닐리튬 - [화학 물질]에 관한 문서
기본 정보
페닐리튬의 케쿨레, 골격식
케쿨레, 페닐리튬의 골격식
계통명페닐리튬
다른 이름리티오벤젠
식별 정보
약어LiPh, PhLi
CAS 등록번호591-51-5
PubChem CID637932
ChemSpider ID10254416
EINECS 번호209-720-1
MeSH 이름페닐리튬
ChEBI51470
Beilstein 등록번호506502
Gmelin 등록번호2849
SMILES[Li]c1ccccc1
표준 InChI1S/C6H5.Li/c1-2-4-6-5-3-1;/h1-5H;
표준 InChIKeyNHKJPPKXDNZFBJ-UHFFFAOYSA-N
속성
화학식LiC6H5
몰 질량84.045 g mol−1
외관무색 결정
밀도828 mg cm−3
용해도반응함
끓는점140 ~ 143 °C
열화학
생성 엔탈피48.3-52.5 kJ mol−1
위험성
외부 MSDSExternal MSDS
GHS 신호어위험
관련 화합물
기타 화합물페닐구리, 페닐나트륨, 페닐코발트

2. 제법

페닐리튬은 다음 세 가지 방법으로 제조할 수 있다.


  • 디페닐수은과 리튬을 반응시키는 방법[5][14]
  • (C6Η5)2Ηg + 2Li → 2C6Η5Li + Ηg
  • 브로모벤젠이나 요오도벤젠 등 페닐 할라이드에 리튬을 반응시키는 방법[15]
  • C6H5Br + 2Li → C6H5Li + LiBr
  • C6H5I + 2Li → C6H5Li + LiI
  • 금속-할로겐 교환 반응을 이용하는 방법[5]
  • n-BuLi + X-Ph → n-BuX + Ph-Li


오늘날에는 주로 페닐 할라이드와 리튬을 반응시키거나, 금속-할로겐 교환 반응을 이용하여 페닐리튬을 생산한다.

2. 1. 디페닐수은을 이용한 합성법

페닐리튬은 디페닐수은에 리튬을 반응시켜 만들 수 있다.[5][14]

:(C6Η5)2Ηg + 2Li → 2C6Η5Li + Ηg

페닐 할라이드와 리튬 금속의 반응으로도 페닐리튬을 생성할 수 있다.

:X-Ph + 2Li → Ph-Li + LiX

2. 2. 할로젠화 페닐을 이용한 합성법

페닐리튬은 디페닐수은과 리튬 금속의 반응으로 처음 만들어졌다.[5][14]

:(C6Η5)2Ηg + 2Li → 2C6Η5Li + Ηg

페닐 할라이드와 리튬 금속의 반응으로도 페닐리튬을 만들 수 있다.[15]

:C6H5Br + 2Li → C6H5Li + LiBr

:C6H5I + 2Li → C6H5Li + LiI

페닐리튬은 금속-할로겐 교환 반응으로도 합성할 수 있다.

:n-BuLi + X-Ph → n-BuX + Ph-Li

오늘날 페닐리튬 생산의 주요 방법은 브로모벤젠이나 요오도벤젠에 리튬을 반응시키는 방법과 금속-할로겐 교환 반응을 이용하는 방법이다.

2. 3. 금속-할로겐 교환 반응

페닐리튬은 금속-할로겐 교환 반응으로 합성할 수 있다.[5]

:n-BuLi + X-Ph → n-BuX + Ph-Li

오늘날 페닐리튬 생산의 주요한 방법은 위의 합성법이다.

3. 구조와 성질

페닐리튬은 유기 리튬 화합물로, 고체 상태와 용액 상태에서 서로 다른 구조를 가진다. 고체 상태에서는 이량체로 존재하며, 용액에서는 용매에 따라 단량체, 이량체, 사량체 등 다양한 형태로 존재한다.

고체 상태의 페닐리튬은 이량체(Li2Ph2)가 연결된 사다리 형태를 띈다. 용액 상태에서는 테트라하이드로푸란과 같은 용매에서는 단량체와 이량체가 평형을 이루고, 에테르 용매에서는 사량체로 존재한다.[7][8] C-Li 결합 길이는 평균 2.33Å이다.[8]

3. 1. 고체 상태

막대-구 모형으로 나타낸 용매화되지 않은 페닐리튬 결정 "사다리"


페닐리튬은 단사정 결정을 형성하는 유기리튬 화합물이다. 고체 페닐리튬은 이량체 Li2Ph2 서브유닛으로 구성된 것으로 설명할 수 있다. Li 원자와 페닐 고리의 ''이파'' 탄소는 평면 사원환을 형성한다. 페닐 그룹의 평면은 이 Li2C2 고리의 평면에 수직이다. 이러한 페닐리튬 이량체와 인접한 이량체의 페닐 그룹의 π-전자가 추가적인 강한 분자 간 결합을 일으켜 무한 중합 사다리 구조를 형성한다.[7]

3. 2. 용액 상태

페닐리튬 에테르화 사량체 결정(막대 모형, 에틸 그룹은 생략)


용액에서 페닐리튬은 유기 용매에 따라 다양한 구조를 가진다. 테트라하이드로푸란에서는 단량체와 이량체 상태 사이에서 평형을 이룬다. 일반적으로 판매되는 에테르에서는 페닐리튬이 사량체로 존재한다. 4개의 Li 원자와 4개의 이파 탄소 중심이 찌그러진 정육면체의 교대 꼭짓점을 차지한다. 페닐 그룹은 사면체의 면에 위치하며 가장 가까운 Li 원자 3개에 결합한다.

C-Li 결합 길이는 평균 2.33Å이다. 에테르 분자는 산소 원자를 통해 각 Li 자리에 결합한다. 리튬을 페닐 할로겐화물과 직접 반응시켜 얻는 부산물인 LiBr이 존재하면 [(PhLi•Et2O)4] 복합체는 대신 [(PhLi•Et2O)3•LiBr]이 된다. LiBr의 Li 원자는 큐베인형 클러스터의 리튬 자리 중 하나를 차지하고 Br 원자는 인접한 탄소 자리에 위치한다.[8]

4. 반응

페닐리튬은 친핵성 첨가 반응 및 치환 반응을 통해 탄소-탄소 결합 형성을 촉진한다.[6]

```

:PhLi + R2C=O → PhR2COLi

```

2-페닐피리딘은 페닐리튬과 피리딘의 반응으로 제조되며, 이는 첨가-제거 경로를 포함한다.[6]

```

:C6H5Li + C5H5N → C6H5-C5H4N + LiH

4. 1. 친핵성 첨가 반응

페닐리튬(PhLi)의 주요 용도는 친핵성 첨가 반응 및 치환 반응을 통해 탄소-탄소 결합 형성을 촉진하는 것이다.[6]

:PhLi + R2C=O → PhR2COLi

2-페닐피리딘은 페닐리튬과 피리딘의 반응으로 제조되며, 이는 첨가-제거 경로를 포함한다.[6]

:C6H5Li + C5H5N → C6H5-C5H4N + LiH

4. 2. 치환 반응

페닐리튬(PhLi)은 친핵성 첨가 반응 및 치환 반응을 통해 탄소-탄소 결합 형성을 촉진하는 데 주로 사용된다.[6]

:PhLi + R2C=O → PhR2COLi

2-페닐피리딘은 페닐리튬과 피리딘의 반응으로 제조되며, 이는 첨가-제거 경로를 포함한다.[6]

:C6H5Li + C5H5N → C6H5-C5H4N + LiH

4. 3. 기타 반응

페닐리튬(PhLi)의 주요 용도는 친핵성 첨가 반응 및 치환 반응을 통해 탄소-탄소 결합 형성을 촉진하는 것이다.[6]

:PhLi + R2C=O → PhR2COLi

2-페닐피리딘은 페닐리튬과 피리딘의 반응으로 제조되며, 이는 첨가-제거 경로를 포함한다.[6]

:C6H5Li + C5H5N → C6H5-C5H4N + LiH

참조

[1] 웹사이트 phenyllithium (CHEBI:51470) https://www.ebi.ac.u[...] European Bioinformatics Institute 2013-06-01
[2] 논문
[3] 간행물 http://onlinelibrary[...]
[4] 학술지 An Improved Procedure for the Preparation of Organolithium Compounds
[5] 백과사전 http://onlinelibrary[...] Wiley and Sons
[6] 기타 2-Phenylpyridine
[7] 학술지 Lewis Base-Free Phenyllithium: Determination of the Solid-State Structure by Synchrotron Powder Diffraction
[8] 학술지 Isolation and Crystal Structures of the Halide-Free and Halide-Rich Phenyllithium Etherate Complexes [(PhLi•Et2O)4] and [(PhLi•Et2O)3•LiBr]
[9] 웹사이트 phenyllithium (CHEBI:51470) https://www.ebi.ac.u[...] European Bioinformatics Institute 2013-06-01
[10] 서적 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry http://onlinelibrary[...] Wiley-VCH
[11] 학술지 An Improved Procedure for the Preparation of Organolithium Compounds
[12] 학술지 Lewis Base-Free Phenyllithium: Determination of the Solid-State Structure by Synchrotron Powder Diffraction
[13] 학술지 Isolation and Crystal Structures of the Halide-Free and Halide-Rich Phenyllithium Etherate Complexes [(PhLi•Et2O)4] and [(PhLi•Et2O)3•LiBr]
[14] 백과사전 Phenyllithium http://onlinelibrary[...] Wiley and Sons
[15] 학술지 Lewis Base-Free Phenyllithium: Determination of the Solid-State Structure by Synchrotron Powder Diffraction
[16] 웹인용 phenyllithium (CHEBI:51470) https://www.ebi.ac.u[...] European Bioinformatics Institute 2013-06-01



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