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

Получение

• Действием хлорида алюминия на суспензию гидрида лития в эфире:

${\displaystyle {\mathsf {4LiH+AlCl_{3}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Li[AlH_{4}]+3LiCl}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {Na+Al+2H_{2}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Na[AlH_{4}]}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {Na[AlH_{4}]+LiCl\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Li[AlH_{4}]+NaCl}}}$

Физические свойства

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 свойства

• Термически неустойчив:

${\displaystyle {\mathsf {2Li[AlH_{4}]\ {\xrightarrow {>125^{o}C}}\ 2LiH+2Al+3H_{2}\uparrow }}}$

• Гидролизуется водой:

${\displaystyle {\mathsf {Li[AlH_{4}]+4H_{2}O\ {\xrightarrow {\ }}\ LiOH+Al(OH)_{3}+4H_{2}\uparrow }}}$

• Реагирует с разбавленными кислотами на холоде:

${\displaystyle {\mathsf {Li[AlH_{4}]+4HCl\ {\xrightarrow {\ }}\ LiCl+AlCl_{3}+4H_{2}\uparrow }}}$

• Окисляется кислородом при нагревании и фтором при комнатной температуре:

${\displaystyle {\mathsf {2Li[AlH_{4}]+4O_{2}\ {\xrightarrow {250^{o}C}}\ Li_{2}O+Al_{2}O_{3}+4H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Li[AlH_{4}]+4F_{2}\ \xrightarrow {} \ Li[AlF_{4}]+4HF}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {3Li[AlH_{4}]+4BCl_{3}\ \xrightarrow {} \ 3LiCl+3AlCl_{3}+2B_{2}H_{6}\uparrow }}}$

Применение

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

${\displaystyle {\mathsf {Li[AlH_{4}]+4CH_{3}CHO+4H_{2}O{\xrightarrow {}}\ 4CH_{3}CH_{2}OH+LiOH+Al(OH)_{3}{\downarrow }}}}$

• 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.

Примечания

1. Лидин, 2000, с. 88.
2. Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия: Реакции и синтезы в практикуме органической химии и научно-исследовательской лаборатории / Пер. с нем.. — М.: «Мир», 1999. — С. 73—75. — 704 с. — .

Литература

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — .
• 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.

Ссылки

• Применение LiAlH₄ в органическом синтезе
• Condensed phase thermochemistry data from Nist webbook
• Synthesis of LAH от 5 апреля 2006 на Wayback Machine
• Reduction reactions, University of Birmingham, Teaching Resources — 4th Year
• PubChem LiAlH₄ summary