Polvere di idruro in alluminio litioè un composto inorganico con la formula chimica di LIALH4, CAS 16853-85-3. È una polvere cristallina bianca, insolubile in idrocarburi, solubile in etere, tetraidrofurano, solubile in tetraidrofurano, solvente eretilico, leggermente solubile in dibutil etere e quasi insuluble in composti di dioxano e idrocarburi. L'idruro di alluminio di lithum è stabile nell'aria secca e idrolizza violentemente nell'aria umida, rilasciando una grande quantità di H2 e bruciatura. Può ridurre chetoni, aldeidi, acidi, esteri, anidridi, chinoni, ecc. Agli alcoli, idrocarburi alogenati a idrocarburi e nitrili alle ammine primarie. L'idruro di alluminmo di lithum è ampiamente utilizzato in medicina, pesticidi, spezie, coloranti e altri settori grazie alla sua eccellente riducibilità ed è usato come agente riducente in altra sintesi organica. Allo stesso tempo, l'idruro di alluminio di lithum rilascerà molta energia termica durante la combustione, e viene anche usato come additivo per missili e veicoli di lancio.
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Possiamo spedire sotto il vero nome! Idruro di alluminio al litio, CAS 16853-85-3 Codice HS: 2850009090
Spiegazione della spedizione del vero nome: |
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Formula chimica |
Alh4li |
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Messa esatta |
38 |
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Peso molecolare |
38 |
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m/z |
38 (100.0%), 37 (8.2%) |
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Analisi elementare |
Al, 71.09; H, 10.62; Li, 18.29 |
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Analisi dei molteplici usi dipolvere di idruro in alluminio litio: dalla sintesi organica al taglio della tecnologia - Edge
L'idruro di lithum in alluminio (Lialh ₄), come polvere cristallina da bianco a giallo pallido, mostra un valore insostituibile nella sintesi organica, nei nuovi materiali energetici, farmaceutici, aerospaziale, industria nucleare e altri campi a causa della sua forte riduibilità e proprietà chimiche uniche. Questo articolo inizierà dalle sue applicazioni principali, combinerà la pratica del settore e tagliando l'esplorazione del bordo - e risolvere sistematicamente i diversi scenari di applicazione dell'idruro di alluminio lito.
L'idruro di alluminio di lithum è uno dei più importanti agenti riducenti nella chimica organica, con una capacità di riduzione di gran lunga superata da quella di reagenti simili come il boroidruro di sodio. Può ridurre in modo efficiente vari ossigeno - contenente e azoto - contenenti gruppi funzionali
Riduzione dei composti carbonilici
L'idruro di lito in alluminio può ridurre aldeidi e chetoni agli alcoli primari e secondari in condizioni di reazione lievi (può essere effettuata a temperatura ambiente), con una resa di oltre il 90%. Ad esempio, nel processo di sintetizzazione del farmaco antidepressivo fluoxetina, l'idruro di alluminio lito può ridurre i chetoni intermedi chiave agli alcoli, fornendo gruppi attivi per le fasi successive.
Riduzione profonda degli esteri e delle Amidi
Gli agenti di riduzione tradizionali sono difficili da ridurre gli esteri agli alcoli, mentre l'idruro di alluminio di lito può superare questa limitazione convertendo direttamente i gruppi di esteri in alcoli primari.
Quando si sintetizza l'ibuprofene analgesico, l'idruro di alluminio di lithum viene utilizzato per ridurre i gruppi di estere, semplificare la via di sintesi e migliorare la resa. Inoltre, può anche ridurre le ammidi alle ammine, fornendo uno strumento chiave per la preparazione di aminoacidi e composti peptidici.
Conversione di gruppo funzionale speciale
Riduzione del nitrile: conversione di gruppi di nitrili in ammine primarie per la sintesi della carbamazepina antiepilettica.
Disalogenazione idrocarburica alogenata: nei solventi inerti, l'idruro di alluminio lito può rimuovere gli alogeni da idrocarburi alogenati e generare composti di idrocarburi.
Riduzione dei composti nitro: ridurre i composti nitro aromatici a composti azoti per ulteriori utilizzo nella sintesi di colorante.
Caso: quando si sintetizzano il farmaco anti -AIDS itravirina, l'idruro di alluminio di lithum ha ridotto il gruppo estere dell'intermedio chiave, accorciando le fasi di reazione da 5 a 3 e aumentando la resa totale del 25%.
L'idruro di litio in alluminio non è solo usato come materia prima sintetica nel campo farmaceutico, ma partecipa anche direttamente alla ricerca e allo sviluppo dei farmaci, ma la sua tossicità deve essere strettamente controllata:
Sintesi di intermedi farmacologici
Antibiotici: nella sintesi di antibiotici cefalosporinici, l'idruro di lito in alluminio viene utilizzato per ridurre i gruppi di estere a catena laterale e generare gruppi di alcol attivi.
Farmaci antitumorali: la sintesi delle catene laterali del paclitaxel si basa sulla riduzione dei gruppi chetonici mediante idruro di alluminio al lito, garantendo l'attività di legame tra il farmaco e le proteine dei microtubuli.
Esplorazione dell'uso medicinale diretto
Trattamento rapido acido: idruro di alluminio di lithum può neutralizzare l'acido gastrico (pH =1.5-3.5) e alleviare i sintomi delle ulcere gastriche. Ma la sua forte alcalinità (PKA ≈ 36) può facilmente causare diarrea ed è stata gradualmente sostituita da carbonato di magnesio in alluminio isotermico e formulazione nella pratica clinica.
Anti infiammatori e analgesici: gli studi di laboratorio hanno dimostrato che l'idruro di alluminio di lithum può inibire l'attività enzimatica di Cox -} 2 e ridurre i livelli di fattori infiammatori (IL -6, TNF -) nei topi del modello di artrite reumatoide del 30% -50%, ma non ha ancora stipulato la pratica clinica a causa di problemi di tossico.
Avvertenza del rischio: la LD ₅₀ (somministrazione orale ai ratti) dell'idruro di alluminio di lito è di 100 mg/kg, che è una sostanza altamente tossica. L'idrossido di alluminio del prodotto di idrolisi può depositare nel tessuto cerebrale, causando neurotossicità, quindi le applicazioni farmaceutiche devono seguire rigorosamente gli standard GMP.
Le proprietà di energia -- alte e alte l'idruro di alluminio lithum lo rendono una materia prima chiave per la produzione finale -:
Propellente razzo
La combustione di 1 kg di lito può rilasciare 42998 kJ di calore, che è 20000 volte quello del carbone. L'idruro di alluminio di lithum, come additivo a propellente solido, può aumentare l'impulso specifico (da 250 s a 280 s) e ridurre i costi di lancio del razzo. Alcuni modelli dei razzi della serie di lunghe marzo cinesi hanno adottato propellenti compositi contenenti idruro di alluminio di lithum.
Barra di controllo del reattore nucleare
La sezione trasversale di assorbimento dei neutroni dell'idruro in alluminio lito (σ =0.3) è moderata e può essere usata per regolare la potenza dei reattori nucleari. Le aste di controllo della centrale nucleare EPR in Francia sono realizzate in materiale composito di carbonio di boro idruro di idruro di lito per ottenere un controllo preciso della temperatura.
Accumulo di idrogeno satellitare per l'approvvigionamento energetico
Nei satelliti a bassa orbita, il sistema di accumulo di idrogeno idrogeno in alluminio di lito può fornire una fonte di idrogeno per le celle a combustibile, con una durata della batteria tre volte più lunga rispetto alle tradizionali batterie al lito. Il satellite europeo di monitoraggio ambientale di Copernicus ha applicato questa tecnologia.
L '"arma segreta" della catalisi industriale e della modifica del materiale
La forte riducibilità e l'alcalinità dell'idruro di alluminio di litolo lo rendono un catalizzatore o additivo per vari processi industriali
Catalizzatore per reazione di polimerizzazione
Nella polimerizzazione del butadiene, l'idruro di alluminio lito può regolare la distribuzione del peso molecolare del polimero (MW/Mn ridotto da 3,0 a 1,5), migliorando la resistenza alla lacrima della gomma. China Zhongce Rubber Group lo ha applicato alla produzione di pneumatici alti -, aumentando la resistenza all'usura del 20%.
Dexidizzatore per raffinazione dei metalli
Nella fusione di rame, l'aggiunta di 0,001% di idruro di alluminio lito può rimuovere le impurità di ossigeno (da 50 ppm a 5 ppm) e aumentare la conducibilità al 101% di IAC (standard di rame ricotto internazionale). Dopo che Jiangxi Copper Group ha adottato questa tecnologia, il tasso di qualificazione delle esportazioni dei materiali in rame è aumentato dal 92% al 98%.
Materiale ceramico Sintering additivo
L'idruro di alluminio di lithum può ridurre la temperatura di sinterizzazione della ceramica di nitruro di silicio (da 1800 a 1600 gradi), sopprimendo al contempo una crescita anormale del grano, aumentando la forza di flessione della ceramica da 800 MPa a 1200 MPa. Kyocera Corporation del Giappone lo usa per la produzione di strumenti finali alti -, estendendo la sua durata di servizio del 50%.
Con scoperte tecnologiche, l'applicazione dell'idruro di alluminio di lito nei campi emergenti si sta espandendo:
Materiali di elaborazione quantistica
Il film sottile per idruro in alluminio lithum può essere usato come materiale del substrato per bit quantistici superconduttori e la sua costante dielettrica bassa (ε ≈ 3) può ridurre la perdita del segnale. L'esperimento del team di informatica quantistica IBM mostra che questo materiale estende il tempo di coerenza dei bit quantistici a 100 μ s.
Stampa 3D di polvere di metallo
La lega in lega di alluminio rivestito con idruro di alluminio lito (come ALSI10mg) può sopprimere le fessure termiche durante il processo di fusione laser selettiva (SLM) e la densità delle parti stampate può raggiungere il 99,9%. EOS, una società tedesca, lo ha commercializzato per la produzione di lame del motore aeronautico.
Dispositivi elettronici flessibili
Il composito di idruro di litio in alluminio e polidimetilsiloxano (PDMS) può essere utilizzato per preparare elastomeri conduttivi (con conducibilità di 10 s/m) per elettrodi di dispositivo indossabile. Il sensore flessibile sviluppato dal team Samsung in Corea del Sud si basa su questo materiale, con una variazione di resistenza solo del 5% quando la frequenza di trazione raggiunge il 300%.
Dal "agente di riduzione universale" della sintesi organica al "materiale potenziale" del calcolo quantistico, l'idruro di alluminio lito continua continua a guidare il progresso tecnologico con le sue proprietà chimiche uniche. In futuro, con il miglioramento della tecnologia di sintesi verde e del sistema di protezione della sicurezza, i suoi confini delle applicazioni saranno ulteriormente ampliati, fornendo supporto chiave per l'esplorazione umana di nuove energie, nuovi materiali e campi di produzione finali - alti. Tuttavia, trovare un equilibrio tra efficienza e sicurezza rimane la proposta fondamentale nel processo di industrializzazione dell'idruro di alluminio lito.
Le proprietà chimiche dipolvere di idruro in alluminio litiosono mostrati nei seguenti aspetti:
L'idruro di alluminio al litio è metastabile a temperatura ambiente. Durante la lunga conservazione del termine -, l'idruro di alluminmo lithum sarà decomposto in li3alh6 e lih. Questo processo può essere accelerato da elementi cocatalitici come titanio, ferro e vanadio. Durante il riscaldamento dell'idruro di alluminmo di lito, il meccanismo di reazione è diviso in tre fasi:
3Lialh4 → Li3alh 6 + 2 al + 3 H2 ↑ (R1)
2li3alh6 → 6lih + 2 al + 3 H2 ↑ (r2)
2lih + 2 al → 2Lial +H2 ↑ (R3)
R1 di solito inizia con lo scioglimento dell'idruro di alluminio di litio, con un intervallo di temperatura di 150 ~ 170 gradi, quindi si decompone immediatamente in Li3Alh6, ma R1 viene eseguito sotto il punto di fusione di Lialh4. A circa 200 gradi, LI3ALH6 si decompone in LiH e AL (R2), quindi si decompone in liale (R3) sopra i 400 gradi. In pratica, la reazione R1 è irreversibile, mentre R3 è reversibile e la pressione di equilibrio a 500 gradi è di 25 kPa. La reazione di R1 e R2 può verificarsi a temperatura ambiente con catalizzatore appropriato.
Lialh4 reagisce violentemente ed esplosiva con l'acqua e rilascia idrogeno:
LIALH 4 + 2 H2O → LIALO 2 + 4 H2 ↑
LIALH 4 + 4 H2O → Lioh +al (OH) 3+ 4 H2 ↑
Poiché l'idrogeno rilasciato è quantitativo, questa reazione può essere utilizzata per determinare il contenuto di idruro di alluminio di lito nel campione. Al fine di impedire che la reazione sia troppo violenta, un po 'di diossano, etilenglicole dimetil etere o tetraidrofurano viene spesso aggiunto come diluente. Questa reazione fornisce un utile metodo di laboratorio per la produzione di idrogeno. I campioni esposti all'aria a lungo di solito diventano bianchi perché i campioni hanno assorbito abbastanza acqua per formare una miscela bianca costituita da idrossido di lito e idrossido di alluminio.
La soluzione di etere o tetraidrofurano di Lialh4 può reagire violentemente con l'ammoniaca per rilasciare l'idrogeno:
LIALH 4+4 nh3 → Lial (NH2) 4+2 H2 ↑
Quando la quantità di ammoniaca è insufficiente, si verifica la seguente reazione:
2Lialh 4+5 nh3 → [Lialh (NH2) 2] 2NH +6 H2 ↑
Quando il rapporto NH3/LIALH4 è più piccolo, tutti e tre l'idrogeno nell'ammoniaca possono essere sostituiti:
3Lialh 4+ nh3 → (lialh3) 3n +3 H2 ↑
L'idruro di alluminmo di litio può reagire con quasi tutti gli alogeni per generare idruro in alluminio di coordinazione corrispondente. Quando l'idruro in alluminio di coordinamento è instabile, verrà scomposto nell'idruro corrispondente. La formula generale è:
nlialh 4+ mxn → m (alh4) n+nlix, m (alh4) n → mhn+nalh3
Pertanto, molti idridi metallici di metallo o non- possono essere preparati con questo metodo, come
LIALH 4+4 NaCl → 4NAH+LICL+ALCL3
L'idruro di alluminmo di lithum può condurre una doppia reazione di decomposizione con NAH nel tetraidrofurano per produrre in modo efficiente l'idruro di sodio in alluminio (Naalh4)
LIALH 4+ nah → Naalh 4+ lih
L'idruro in alluminio di potassio (Kalh4) può essere preparato in modo simile con il dimetil etere di dietilenico come solvente:
Lialh 4+ kh → kalh 4+ lih
L'idruro di litio in alluminio può ridurre molti composti organici e la sua soluzione di etere o tetraidrofurano è comunemente usato nella pratica. La capacità di riduzione dell'idruro di alluminmo di litio è più forte di quella del correlato boroidruro di sodio, perché il legame Al - H è più debole del legame B - H. A causa di una conservazione e dell'uso scomodi, bis (2 - metossietossi) idruro di sodio di sodio (alluminio rosso), un derivato dell'idruro di alluminmo di lito, è comunemente usato come agente riducente nell'industria, ma l'idruro di alluminio di lithum è ancora usato nella produzione industriale di piccole dimensioni.
I gruppi funzionali che possono essere ridottipolvere di idruro in alluminio litioIncludi principalmente:
Gli aloalcani sono ridotti agli alcani. La reazione degli iodoalcani è la più veloce, seguita da bromoalcani e cloroalcani. In questa reazione, gli aloalcani primari (aloalcani primari) hanno buone prestazioni e i prodotti ottenuti subiscono una trasformazione di configurazione, quindi questa reazione è considerata un meccanismo SN2. Anche gli alcani alogenati secondari (alcani alogenati secondari) possono essere ridotti con questo metodo. Gli idrocarburi alogenati terziari (alcani alogenati terziari) sono soggetti a reazione di eliminazione, quindi questo metodo non è applicabile. L'idruro di alluminio di lithum può essere utilizzato solo per ridurre gli alchini con i gruppi di alcol nelle vicinanze e non può essere utilizzato per ridurre le olefine semplici e gli idrocarburi aromatici.
Gli alogenuri di silicio sono ridotti in silano, come
LIALH 4+ SICL4 → Sih 4+ LICL+ALCL3
I composti carbonilici (tranne le ammidi) sono ridotti a alcoli, come esteri e acidi carbossilici possono essere ridotti agli alcoli primari dall'idruro di alluminio di lito. Prima della scoperta del metodo di riduzione degli esteri mediante idruro di alluminmo di lito, l'estere è stato generalmente ridotto dalla reazione di riduzione marrone di bouver, cioè alcol anidro di sodio in metallo bollente come agente riducente, ma questa reazione è difficile da eseguire. Le aldeidi e i chetoni possono anche essere ridotti agli alcoli mediante idruro di alluminio al litio, ma reagenti più lievi come NABH4 sono generalmente utilizzati per la riduzione. , - chetoni insaturi saranno ridotti ad alcol di allil.
Composto epossidico. Quando il composto epossidico viene ridotto, il reagente di idruro di alluminmo di lito attaccerà la bassa estremità del ostacolo sterico del composto epossidico, generando di solito alcoli secondari o terziari. L'ossido di cicloesano sarà preferibilmente ridotto agli alcoli di legami (legami verticali).
Amides e IMides sono ridotti alle ammine. La resa di tali reazioni è generalmente elevata e la reazione di N, n - materie prime sostituite è molto più veloce di altre.
Il nitrile è ridotto all'ammina primaria. Inoltre, oximes, composti nitro e azidi alchilici possono essere ridotti alle ammine. I cationi di ammonio quaternario possono essere ridotti alle corrispondenti ammine terziarie.
Reazione con alcol per produrre idruro di alluminio alcossio al litio:
LIALH 4 + roh → Lial (o) H 3 + H2 ↑
LIALH 4 + 2 roh → Lial (o) 2H 2 + 2 H2 ↑
LIALH 4 + 3 roh → Lial (o) 3H + 3 H2 ↑
Laniale (o)2H2è un reagente adatto per ridurre le amide alle aldeidi, liale (OC (CH3)3)3H è un reagente adatto per ridurre i cloruri acilici alle aldeidi e l'idruro di alluminmo di litio non può ridurre parzialmente i cloruri acilici in aldeidi corrispondenti, poiché l'idruro di alluminmo di lito può ridurre completamente la seconda all'alcool primario, quindi è necessario usare un più mite di aluminma (clideo (clide (cluota (cluota (cluota di livello più luminoso (cala3)3)3H) per ridurre i cloruri acilici. La reazione dell'idruro di alluminio di lito Tert Tert con cloruro acilico è molto più veloce di quella con aldeide. Ad esempio, l'aggiunta di cloruro di solfossido nell'acido isovalerico genererà cloruro di isovaleryl. In questo momento,polvere di idruro in alluminio litioPuò essere usato per ridurre il cloruro di isovaleryl in isovaleldeide e la resa può raggiungere il 65%.
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