Los compuestos organolíticos, que contienen un enlace carbono-litio, son precursores valiosos en la construcción de nuevos enlaces carbono-carbono y otros enlaces carbono-heteroátomo. Su uso se extiende tanto en el ámbito académico como en la industria, siendo fundamentales en la síntesis de polímeros, productos farmacéuticos y en la síntesis orgánica en general.
Tradicionalmente, la generación de compuestos organolíticos se lleva a cabo mediante la reacción de compuestos organohalógenos, que contienen un enlace carbono-halógeno, con metal de litio en un disolvente orgánico. Por ejemplo, la reacción entre el 1-bromobutano y el litio metal produce n-butil-litio. Sin embargo, los organolíticos son generalmente inestables y se convierten rápidamente en un nuevo producto in situ tras su generación.
Varios métodos sintéticos establecidos para la obtención de compuestos organolíticos requieren configuraciones de reacción relativamente complejas, así como grandes cantidades de disolventes orgánicos, además de una estricta atención hacia la sensibilidad al aire, humedad y temperatura. Por ello, existe una alta demanda de condiciones optimizadas que faciliten la generación de reactivos organolíticos de manera más sencilla.
Avances en la síntesis de compuestos organolíticos
Investigadores del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas (WPI-ICReDD) de la Universidad de Hokkaido han abordado estos desafíos utilizando técnicas de mecanochemioterapia con un molino de bolas. Este estudio ha sido publicado en la revista Nature Synthesis.
El enfoque mecanochemical simplifica significativamente la síntesis de reactivos organolíticos al ofrecer un método eficaz, escalable y libre de disolventes que supera las limitaciones de los métodos tradicionales basados en soluciones. Según el profesor asociado Koji Kubota, “esta metodología presenta una combinación elegante de innovación y simplicidad”.
El proceso consiste en sellar trozos de alambre de litio cortado y un organohalógeno dentro de un frasco de molienda con dos bolas, sin introducir gas inerte, y someterlos a molienda durante cinco a sesenta minutos para generar el organolítico. Posteriormente, se abre el frasco y se introduce un nuevo reactivo para convertir el organolítico en un nuevo enlace carbono-carbono o carbono-heteroátomo, requiriendo solo quince minutos adicionales de molienda.
Un ejemplo representativo demostró que se puede lograr un 77% de conversión al organolítico en solo cinco minutos. En comparación, la síntesis del mismo organolítico mediante el método tradicional basado en disolventes bajo gas inerte requirió sesenta minutos para alcanzar un 69% de conversión, con menos del 5% de conversión después de cinco minutos.
El estudiante de doctorado Keisuke Kondo resalta que “nuestro sencillo protocolo, que minimiza la necesidad de cuidados extensivos al manipular litio, ofrece una valiosa oportunidad para técnicos y estudiantes con experiencia limitada en síntesis orgánica para explorar reacciones que involucren especies organolíticas”.
El profesor Hajime Ito concluye que “nuestros resultados demuestran el potencial de la mecanochemioterapia para revolucionar las metodologías sintéticas en química orgánica, mejorando no solo la eficiencia, sino también reduciendo el impacto ambiental”.
Más información:
Kondo, K., et al. Mecanochemioterapia activa del litio metálico para la generación y aplicación de compuestos organolíticos en aire, Nature Synthesis (2025). DOI: 10.1038/s44160-025-00753-3
Proporcionado por
Instituto para el Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas (ICReDD)
