Алюмогидрид лития

Алюмогидрид лития (аланат лития) — неорганическое соединение, комплексный смешанный гидрид лития и алюминия с формулой Li[AlH₄], белые кристаллы. Сильный восстановитель, используемый в органическом синтезе. Мощнее других часто используемых агентов, например борогидрида натрия, благодаря более слабым связям Al-H по сравнению с B-Н. Восстанавливает сложные эфиры, карбоновые кислоты и кетоны до спиртов, нитросоединения и амиды (а также глиоксамиды) до аминов.

Алюмогидрид лития
Общие
Систематическое наименование	тетрагидридоалюминат лития
Сокращения	LAH
Традиционные названия	Тетрагидридоалюминат лития, алюмогидрид лития, литийалюминий гидрид, аланат лития
Хим. формула	Li[AlH4]
Физические свойства
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	37,95 г/моль
Плотность	0,917 г/см³
Термические свойства
Температура
• разложения	150 °C
Энтальпия
• образования	-107 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в диэтиловом эфире	25 г/100 мл
• в ТГФ	15 г/100 мл
Структура
Кристаллическая структура	моноклинная
Классификация
Рег. номер CAS	16853-85-3
PubChem	28112
Рег. номер EINECS	240-877-9
SMILES	[Li+].[AlH4-]
InChI	InChI=1S/Al.Li.4H/q-1;+1;;;; OCZDCIYGECBNKL-UHFFFAOYSA-N
RTECS	BD0100000
ChEBI	30142
ChemSpider	26150
Безопасность
Краткие характер. опасности (H)	H260, H314
Меры предостор. (P)	P280, P301+P330+P331, P305+P351+P338, P308+P311, P402+P404
Сигнальное слово	опасно
Пиктограммы СГС
NFPA 704	2 3 2 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Действием хлорида алюминия на суспензию гидрида лития в эфире:

$\mathsf{4}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {4LiH+AlCl_{3}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Li[AlH_{4}]+3LiCl}}$ 

• В промышленности может использоваться метод, который заключается в начальном получении алюмогидрида натрия из простых веществ под высоким давлением и температурой:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$${\mathsf {Na+Al+2H_{2}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Na[AlH_{4}]}}$ 

Затем получают алюмогидрид лития реакцией обмена между полученным веществом и хлоридом лития:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {Na[AlH_{4}]+LiCl\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Li[AlH_{4}]+NaCl}}$ 

Физические свойстваПравить

Электронная микрофотография кристаллов ЛАГ

Тетрагидридоалюминат лития образует бесцветные кристаллы, растворим в эфире, тетрагидрофуране.

Технический продукт (ЛАГ) — твёрдые серые (из-за следов металлического алюминия) куски, очень лёгок. После измельчения — растворим в эфире. Бурно реагирует с водой, содержащейся во влажном воздухе, и способен к самовозгоранию. Промышленный продукт выпускается с добавлением минеральных масел для защиты от воздуха.

Химические свойстваПравить

• Термически неустойчив:

$\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\stackrel{\mathsf{>}{\mathsf{125}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2Li[AlH_{4}]\ {\xrightarrow {>125^{o}C}}\ 2LiH+2Al+3H_{2}\uparrow }}$ 

• Гидролизуется водой:

$\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {Li[AlH_{4}]+4H_{2}O\ {\xrightarrow {\ }}\ LiOH+Al(OH)_{3}+4H_{2}\uparrow }}$ 

• Реагирует с разбавленными кислотами на холоде:

$\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {Li[AlH_{4}]+4HCl\ {\xrightarrow {\ }}\ LiCl+AlCl_{3}+4H_{2}\uparrow }}$ 

• Окисляется кислородом при нагревании и фтором при комнатной температуре:

$\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{250}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{A}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2Li[AlH_{4}]+4O_{2}\ {\xrightarrow {250^{o}C}}\ Li_{2}O+Al_{2}O_{3}+4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{F}$${\mathsf {Li[AlH_{4}]+4F_{2}\ \xrightarrow {} \ Li[AlF_{4}]+4HF}}$ 

• В среде эфира переводит хлорид бора в диборан, что используется для получения последнего:

$\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{B}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{B}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {3Li[AlH_{4}]+4BCl_{3}\ \xrightarrow {} \ 3LiCl+3AlCl_{3}+2B_{2}H_{6}\uparrow }}$ 

ПрименениеПравить

• В органическом синтезе. Например, для получения спиртов из альдегидов или кетонов:

$\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{4}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {Li[AlH_{4}]+4CH_{3}CHO+4H_{2}O{\xrightarrow {}}\ 4CH_{3}CH_{2}OH+LiOH+Al(OH)_{3}{\downarrow }}}$ 

• Восстановление сложных эфиров и карбоновых кислот также производится под действием комплексных гидридов, обычно, алюмогидрида лития и приводит к спиртам.
• Для получения неводных электролитов, из которых гальваническим способом осаждается алюминиевое покрытие.

ЛитератураПравить

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.

СсылкиПравить

• Применение LiAlH₄ в органическом синтезе
• Condensed phase thermochemistry data from Nist webbook
• Materials Safety Data Sheet from Cornell University
• Sandia National Laboratory — Hydride information center
• Synthesis of LAH Архивная копия от 5 апреля 2006 на Wayback Machine
• Reduction reactions, University of Birmingham, Teaching Resources — 4th Year
• PubChem LiAlH₄ summary