正丁基锂

结构与键结

正丁基锂在固态与大部分溶剂中，均以原子簇的形式存在。有机锂化合物通常有聚集的倾向。正丁基锂的原子簇，是由锂和丁基末端的碳以离域共价键结合。以正丁基锂为例，原子簇为四聚体（在醚中）或六聚体（在环己烷中）。其四聚体形成扭曲的立方烷结构，其中锂与CH₂R基的末端碳位于交错的顶点上。也可视为Li₄的正四面体与[CH₂R]₄的正四面体互相交错而成的结构。原子簇内的键结类似乙硼烷，但因包含八个原子而更为复杂。由于正丁基锂缺乏电子的特性，对路易斯碱具有高度反应性。
由于碳（2.55）与锂（0.98）电负度的巨大差异，C-Li键是高度极性的，电荷分离度估计约在55-95%。因此在实际用途上，正丁基锂通常可当作丁基阴离子n-Bu⁻与锂阳离子Li⁺，尽管这是不正确的：正丁基锂并不是离子化合物。

反应

正丁基锂是一种强碱，但依反应物的不同，也可作为强亲核剂与还原剂。正丁基锂中的锂核心易与非质子性路易斯碱，如醚与叔胺结合，使原子簇解聚。当作为一种强碱使用时，此反应通常称为金属化反应（metalation）。反应通常于四氢呋喃及乙醚中进行，因为醚类是有机锂衍生物的优良溶剂（见下文）。

四氢呋喃的分解

四氢呋喃能被正丁基锂去除与氧相邻的四个质子之一，尤其在TMEDA的存在下反应更易进行。此反应消耗正丁基锂并产生丁烷，并引发环加成反应的逆反应，产生乙醛的烯醇盐与乙烯。因此以四氢呋喃为溶剂的正丁基锂反应，通常在低温（如-78 °C，可由干冰与丙酮的混合冰浴简易产生）下进行。稍高的温度（-25 °C甚至-15 °C）亦有所使用。