ブチリチウムは強塩基（pKa ≈ 50）ですが、他の反応物によっては強力な求核剤、還元剤としても機能します。 さらに、n-BuLiは強力な求核剤であることに加え、エーテルや3級アミンなどの非プロトン性ルイス塩基に結合し、リチウム中心に結合してクラスターを一部分解させる。 強塩基としての利用は、メタレーションと呼ばれる。 反応は通常テトラヒドロフランやジエチルエーテル中で行われ、これらは得られる有機リチウム誘導体（後述）の良溶媒となる。
メタル化 編集
n-BuLi の最も有用な化学的特性の 1 つは、広範囲の弱いブレンステッド酸を脱プロトン化する能力であり、 t-Butyllithium と s-Butyllithium はより塩基性です。 例としては、アセチレン（H-CC-R）、メチルスルフィド（H-CH2SR）、チオアセタール（H-CH（SR）2、例えばジチアン）、メチルホスフィン（H-CH2PR2）、フラン、チオフェンおよびフェロセン（Fe（H-C5H4）（C5H5））などが挙げられる。 これら以外にも、アルコール類、アミン類、エノール化可能なカルボニル化合物など、より酸性な化合物をすべて脱プロトン化し、それぞれリチウムのアルコキシド、アミド、エノール酸塩、その他の-酸塩を生成する。 このような脱プロトン化反応によって得られるブタンは安定で揮発性があるので便利であるが、可燃性ガスが発生するため大規模な反応では問題となる。
LiC4H9 + R-H → C4H10 + R-Li
n-BuLi の動塩基性は、溶剤または共溶剤に影響される。 テトラヒドロフラン（THF）、テトラメチルエチレンジアミン（TMEDA）、ヘキサメチルホスホラミド（HMPA）、1，4-ジアザビシクロオクタン（DABCO）などLi+を錯化する配位子はLi-C結合をさらに分極し金属化を促進させる。
Fe(C5H5)2 + 2 LiC4H9 + 2 TMEDA → 2 C4H10 + Fe(C5H4Li)2(TMEDA)2
シュロッサー塩基はブチルリチウムをカリウム tert-butoxide で処理した超塩基であり、その生成物にはジリジオフェロセンが有名です。 ブチルリチウムよりも動力学的に反応性が高く、困難な金属化を達成するためにしばしば使用される。 ブトキシドアニオンはリチウムを錯体化し、対応するリチウム試薬よりも反応性の高いブチルカリウムを効率的に生成する。
塩基としてのn-ブチリチウムの使用例としては、炭酸メチルにアミンを付加してカルバミン酸メチルを形成するものがあり、n-ブチリチウムはアミンを脱プロトン化する役割をする。
n-BuLi + R2NH + (MeO)2CO → R2N-CO2Me + LiOMe + BuH
ハロゲン-リチウム交換Edit
ブチルリチウムはいくつかの有機ブロミドおよびヨウ化物と交換反応し、対応する有機リチウム誘導体を形成する。 C4H9Li + RX → C4H9X + RLi (X = Br, I)
このリチウム-ハロゲン交換反応は、いくつかのタイプのRLi化合物、特にアリールリチウムといくつかのビニリチウム試薬の調製に有用である。 しかし、この方法の有用性は、反応混合物中にn-BuBrまたはn-BuIが存在し、生成したRLi試薬と反応しうること、およびn-BuLiが塩基として働くデヒドロハロゲン化反応の競合によって著しく制限される。
2 C4H9Br + RLi → 2 C4H9R + LiBr 2 C4H9Li + R’CH=CHBr → 2 C4H10 + R’C≡CLi + LiBr
RIではヨウ素-リチウム交換が臭素-リチウム交換より数桁速いので、これらの副反応はRBrよりかなり重要度が低い。 これらの理由から、アリール、ビニル、一級アルキルのヨウ化物が好ましい基質であり、生成したt-BuIがデヒドロハロゲン化反応で直ちにt-BuLiによって破壊される（したがって2等量のt-BuLiが必要）ので、通常はn-BuLiではなくt-BuLiが使用される。 あるいは、ビニルリチウム試薬は、ハロゲン化ビニル（例えば塩化シクロヘキセニル）とリチウムとの直接反応によって、またはスズ-リチウム交換（次のセクションを参照）によって生成することができる。 このような反応の多くの例では、LiとSnの交換が行われている。
C4H9Li + Me3SnAr → C4H9SnMe3 + LiArここでArはアリール、Meはメチル
錫-リチウム交換反応は、有機リチウム試薬の調製のためにハロゲン-リチウム交換に比べて一つの大きな利点を持っており、生成物の錫化合物（上記の例ではC4H9SnMe3）は対応するハロゲン-リチウム交換（C4H9BrまたはC4H9Cl）によるハライド製品よりもはるかに少ないリチウム試薬に対する反応性である点である。 このような交換反応を行う他の金属および金属化合物は、水銀、セレン、およびテルルの有機化合物である。
カルボニル付加反応
有機リチウム試薬は、特定のアルデヒドおよびケトンの合成に使用されている。 R1Li + R2CONMe2 → LiNMe2 + R2C(O)R1
THFEdit
THFはブチルリチウム、特にTMEDAの存在下で、酸素に隣接する4つの陽子のうちの1つが失われることによって脱プロトン化される。 この過程はブチルリチウムを消費してブタンを生成し、アセトアルデヒドのエノラートとエチレンを与える開環を誘起する。 したがって、THF中でのBuLiの反応は、通常、ドライアイス/アセトンの凍結槽で都合よく生成される-78℃のような低温で行われる。 より高い温度（-25℃、あるいは-15℃）も使用される。
熱分解編集
加熱すると、n-BuLiは、「β-水素」を有する他のアルキリチウム試薬に類似して、β-水素脱離を起こし、1-ブテンおよび水素化リチウム（LiH）を生じる：
C4H9Li → LiH + CH3CH2CH=CH2