氢化铝锂(Lithium Aluminium Hydride)是一种无机化合物,为白色至灰白色结晶粉末状,它不溶于烃类,但可溶于乙醚和四氢呋喃。氢化铝锂的固体和溶液都具有高度可燃性,因此必须隔绝空气、湿气,并且最好在氮气氛围下保存。容易吸潮分解,室温时在干燥空气中稳定。氢化铝锂加热至 125 ℃ 即分解出氢化锂与金属铝,并释放氢气。在空气中摩擦可能引发燃烧。受热或与湿气、水、醇、酸类接触,即发生放热反应并放出氢气而燃烧或爆炸。与强氧化剂接触猛烈反应而爆炸。

中文名称:氢化铝锂、四氢化铝锂

英文名称:lithium tetrahydridoaluminate

缩写:LAH

化学式:LiAlH4

分子量:37.9543

CAS No.:16853-85-3

来源:摩熵化学(MolAid)

氢化铝锂(LiAlH₄)是有机合成中一个常用的还原剂,能够还原多种官能团化合物。氢化铝锂可将醛酮、酸、酸酐、酯、醌、酰氯等还原为醇,将腈还原为伯胺,将卤化烃还原为烃,以及将芳香硝基化合物还原成偶氮化合物,但通常不能使碳—碳双键氢化。此外,它还能作用于双键和三键化合物的氢铝化反应;氢化铝锂也能作为碱参与反应

来源:cheminfographic

主要用途

1、有机合成:作为一种强效且选择性较高的还原剂,氢化铝锂在有机合成中用于将羰基化合物(如酮和醛)还原为醇,也可以将酯还原为醇。此外,它还能还原腈、环氧化物、卤代烃等多种官能团。
氢化锂铝的还原机理(以酮为例)

2、金属提炼:利用其极强的还原能力,氢化铝锂可用于从某些金属化合物(如氧化物、卤化物)中还原提取高纯度金属。这一特性使其在提炼或精炼特定金属(例如钴、镍)的过程中具有应用价值。

3、陶瓷材料: 在先进陶瓷工业领域,氢化铝锂可作为前驱体或添加剂参与特定陶瓷材料的合成过程。它有助于调控材料组成或促进烧结反应,用于制备如氮化铝(AlN)、某些功能陶瓷等高性能材料。

【化学常用试剂】氢化铝锂

4、锂电池材料: 氢化铝锂在锂电池材料的合成过程中也有一定的应用。它主要作为合成某些关键电极材料(如含锂复合物)或固态电解质组分的前驱体原料,为提升电池性能提供潜在途径。

反应实例:

来源:摩熵化学(MolAid)

此处仅展示部分反应信息。如需了解更多反应详情,请查阅相关化学数据库。本示例使用的是摩熵化学MolAid数据库,它依托专业化学知识图谱和合成路线预测算法,为有机合成研究提供多维数据支持。

在有机合成实验中,氢化铝锂(LiAlH₄)是常用的强还原剂。安全处理其残余物,防范潜在危险,是合成工作安全进行的关键环节。现在讲一下氢化铝锂的淬灭方法

过量氢化铝锂 (LiAlH₄) 一般需要先淬灭,方可进行后续的水洗、萃取、浓缩等操作。淬灭方法如下:

中性或酸性产物:

  • 可使用稀酸或饱和氯化铵 (NH₄Cl) 溶液淬灭。

  • 此方法能将淬灭产生的氢氧化锂 (LiOH) 和氢氧化铝 (Al(OH)₃) 溶解,便于后续萃取。

碱性产物:

  • 只能在碱性条件下进行后处理。

  • 关键点: 尽可能计算水和氢氧化钠 (NaOH) 溶液的用量至关重要。

  • 风险: 淬灭处理不当极易发生乳化,形成难以过滤的胶状物。

  • Xg 四氢铝锂,加入 XmL 水,加 XmL 15% NaOH 水溶液,再加 3XmL 水,搅拌后过滤。

操作提示:若加水过程中反应混合物变得过于粘稠,可酌情加入适量反应溶剂进行稀释。另外,加料顺序不要加反,切勿颠倒! 错误的加料顺序可能导致产物被吸附在副产物上,严重影响收率。

碱性条件下后处理,胶状物的产生原因:

淬灭反应中多余的四氢铝锂要考虑防止胶状物形成。在淬灭过程中,水会使氢化铝锂生成颗粒状且容易过滤的偏铝酸锂。若水加多了,则偏铝酸锂会生成氢氧化铝,在水相会变成难以过滤的胶状物;水加少了,则会淬灭不彻底。所以要严格计算用量。

结语:

使用氢化锂铝时务必谨慎操作,避免因操作过急引发失误和事故。淬灭反应必须严格做好安全防护,实验服、防护眼镜、手套及口罩等个人防护装备务必正确佩戴。

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