Poudre hydrure d'aluminium au lithiumest un composé inorganique avec la formule chimique de LIALH4, CAS 16853-85-3. Il s'agit d'une poudre cristalline blanche, insoluble dans les hydrocarbures, soluble dans l'éther, tétrahydrofuran, soluble dans le tétrahydrofuran, éther et dimétyle, légèrement soluble dans l'éther dibutyle et presque insoluble dans les composés dioxane et hydrocarbures. L'hydrure de Lithum aluminm est stable dans l'air sec et s'hydrolyse violemment dans l'air humide, libérant une grande quantité de H2 et brûlant. Il peut réduire les cétones, les aldéhydes, les acides, les esters, les anhydrides, les quinones, etc. aux alcools, les hydrocarbures halogénés aux hydrocarbures et les nitriles aux amines primaires. L'hydrure de Lithum Aluminm est largement utilisé en médecine, pesticides, épices, colorants et autres industries en raison de son excellente réductibilité, et est utilisé comme agent réducteur dans une autre synthèse organique. Dans le même temps, Lithum Aluminm Hydrure libèrera beaucoup d'énergie thermique lors de la combustion, et il est également utilisé comme additif pour les missiles et les véhicules de lancement.
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Nous pouvons expédier sous le vrai nom! Hydrure de lithium en aluminium, CAS 16853-85-3 Code HS: 2850009090
Explication de l'expédition du vrai nom: |
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Formule chimique |
Alh4li |
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Masse exacte |
38 |
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Poids moléculaire |
38 |
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m/z |
38 (100.0%), 37 (8.2%) |
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Analyse élémentaire |
Al, 71.09; H, 10,62; Li, 18.29 |
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Analyse des multiples utilisations depoudre hydrure d'aluminium au lithium: de la synthèse organique à la coupe - Technologie de bord
L'hydrure d'aluminium Lithum (lialh ₄), en tant que poudre cristalline blanc à jaune pâle, présente une valeur irremplaçable dans la synthèse organique, les nouveaux matériaux énergétiques, les produits pharmaceutiques, l'aérospatiale, l'industrie nucléaire et d'autres domaines en raison de sa forte réductibilité et de ses propriétés chimiques uniques. Cet article commencera à partir de ses applications principales, combinera la pratique de l'industrie et la coupe - Edge Exploration et trie systématiquement les divers scénarios d'application de l'hydrure d'aluminium Lithum.
L'hydrure d'aluminium Lithum est l'un des agents réducteurs les plus importants de la chimie organique, une capacité réductrice dépassant de loin celle des réactifs similaires tels que le borohydride de sodium. Il peut réduire efficacement divers - contenant de l'oxygène et des groupes fonctionnels contenant l'azote -
Réduction des composés carbonyle
L'hydrure d'aluminium Lithum peut réduire les aldéhydes et les cétones aux alcools primaires et secondaires dans des conditions de réaction légères (peut être effectuée à température ambiante), avec un rendement de plus de 90%. Par exemple, dans le processus de synthèse du médicament antidépresseur fluoxétine, l'hydrure de Lithum aluminium peut réduire les cétones intermédiaires clés aux alcools, fournissant des groupes actifs pour les étapes suivantes.
Réduction profonde des esters et des amides
Les agents réducteurs traditionnels sont difficiles à réduire les esters en alcools, tandis que l'hydrure de Lithum aluminium peut surmonter cette limitation en convertissant directement les groupes d'ester en alcools primaires.
Lors de la synthèse de l'ibuprofène analgésique, l'hydrure de Lithum aluminium est utilisé pour réduire les groupes d'ester, simplifier la route de synthèse et améliorer le rendement. De plus, il peut également réduire les amides en amines, fournissant un outil clé pour la préparation des acides aminés et des composés peptidiques.
Conversion spéciale de groupe fonctionnel
Réduction du nitrile: convertir les groupes de nitrile en amines primaires pour la synthèse du médicament antiépileptique carbamazépine.
Déshalogénation des hydrocarbures halogénés: Dans les solvants inertes, l'hydrure d'aluminium Lithum peut éliminer les halogènes des hydrocarbures halogénés et générer des composés d'hydrocarbures.
Réduction des composés nitro: réduire les composés nitro aromatiques aux composés Azo pour une utilisation ultérieure dans la synthèse du colorant.
Cas: Lors de la synthèse de l'itravirine anti-AIDS, l'hydrure de Lithum aluminium a réduit le groupe ester de l'intermédiaire clé, raccourcissant les étapes de réaction de 5 à 3 et augmentant le rendement total de 25%.
L'hydrure de lithium en aluminium est non seulement utilisé comme matière première synthétique dans le domaine pharmaceutique, mais participe également directement à la recherche et au développement de médicaments, mais sa toxicité doit être strictement contrôlée:
Synthèse des intermédiaires médicaments
Antibiotiques: Dans la synthèse des antibiotiques de céphalosporine, l'hydrure de Lithum aluminium est utilisé pour réduire les groupes d'ester de la chaîne latérale et générer des groupes d'alcool actifs.
Médicaments antitumoraux: La synthèse des chaînes latérales du paclitaxel repose sur la réduction des groupes de cétone par l'hydrure d'aluminium Lithum, assurant l'activité de liaison entre le médicament et les protéines de microtubules.
Exploration de l'utilisation médicinale directe
Traitement rapide d'acide: l'hydrure d'aluminium Lithum peut neutraliser l'acide gastrique (pH =1.5-3.5) et atténuer les symptômes des ulcères gastriques. Mais sa forte alcalinité (PKA ≈ 36) peut facilement provoquer une diarrhée, et elle a progressivement été remplacée par le carbonate de magnésium en aluminium et la formulation dans la pratique clinique.
Anti-inflammatoire et analgésique: des études de laboratoire ont montré que l'hydrure de lithum aluminium peut inhiber l'activité enzymatique de COX - 2 et réduire les niveaux de facteurs inflammatoires (IL-6, TNF -) dans les souris cliniques rhumatoïdes de 30% -50%, mais elle n'a pas encore saisi la pratique clinique en raison des problèmes d'arthrose.
Avertissement de risque: la LD ₅₀ (administration orale aux rats) de l'hydrure de Lithum aluminium est de 100 mg / kg, ce qui est une substance hautement toxique. L'hydroxyde d'aluminium du produit d'hydrolyse peut se déposer dans les tissus cérébraux, provoquant une neurotoxicité, de sorte que les applications pharmaceutiques doivent suivre strictement les normes GMP.
Les propriétés énergétiques légères et élevées - de l'hydrure de Lithum aluminium en font une matériau première clé pour la fabrication finale -:
Propergard de fusée
La combustion de 1 kg de Lithum peut libérer 42998 kJ de chaleur, soit 20000 fois celle du charbon. L'hydrure de Lithum aluminium, en tant qu'additif propulseur solide, peut augmenter l'impulsion spécifique (de 250 s à 280 s) et réduire les coûts de lancement de la fusée. Certains modèles de longues fusées de la série de mars de la Chine ont adopté des propulseurs composites contenant de l'hydrure de lithum en aluminium.
Tige de commande du réacteur nucléaire
La section transversale d'absorption des neutrons de l'hydrure d'aluminium Lithum (σ =0.3} BAR) est modérée et peut être utilisée pour réguler la puissance des réacteurs nucléaires. Les tiges de commande de la centrale nucléaire EPR en France sont faites de matériau composite de carbone de bore hydrure de Lithum aluthum pour obtenir un contrôle précis de la température.
Stockage d'hydrogène satellite pour l'approvisionnement énergétique
Dans les satellites en orbite faible, le système de stockage d'hydrogène hydrure d'aluminium Lithum peut fournir une source d'hydrogène pour les piles à combustible, avec une durée de vie de la batterie trois fois plus longue que les batteries de Lithum traditionnelles. Le satellite européen de surveillance environnementale de Copernicus a appliqué cette technologie.
«L'arme secrète» de la catalyse industrielle et de la modification des matériaux
La forte réductibilité et alcalinité de l'hydrure de Lithum aluminium en font un catalyseur ou un additif pour divers processus industriels
Catalyseur de réaction de polymérisation
Dans la polymérisation du butadiène, l'hydrure d'aluminium Lithum peut réguler la distribution du poids moléculaire du polymère (MW / Mn réduit de 3,0 à 1,5), améliorant la résistance à la déchirure du caoutchouc. Le groupe de caoutchouc China Zhongce l'a appliqué à la production de pneus de performance - élevés, augmentant la résistance à l'usure de 20%.
Désoxidant de raffinage de métal
Dans la fusion de cuivre, l'ajout de 0,001% d'hydrure d'aluminium Lithum peut éliminer les impuretés d'oxygène (de 50 ppm à 5 ppm) et augmenter la conductivité à 101% IAC (norme internationale de cuivre recuit). Après que le groupe de cuivre Jiangxi a adopté cette technologie, le taux de qualification d'exportation des matériaux de cuivre est passé de 92% à 98%.
Additif de frittage du matériau en céramique
L'hydrure d'aluminium Lithum peut abaisser la température de frittage des céramiques de nitrure de silicium (de 1800 degrés à 1600 degrés), tout en supprimant la croissance anormale des grains, augmentant la résistance à la flexion de la céramique de 800 MPa à 1200 MPa. Kyocera Corporation of Japan l'utilise pour la production d'outils finaux élevé -, prolongeant sa durée de vie de 50%.
Avec les percées technologiques, l'application de l'hydrure d'aluminium Lithum dans les champs émergents se développe:
Matériaux informatiques quantiques
Le film mince hydrure d'aluminium Lithum peut être utilisé comme matériau de substrat pour les bits quantiques supraconducteurs, et sa faible constante diélectrique (ε ≈ 3) peut réduire la perte de signal. L'expérience de l'équipe informatique quantique IBM montre que ce matériau étend le temps de cohérence des bits quantiques à 100 μs.
Impression 3D de poudre métallique
La poudre d'alliage en aluminium recouvert d'hydrure d'aluminium Lithum (comme ALSI10MG) peut supprimer les fissures thermiques pendant le processus sélectif de fusion laser (SLM), et la densité des pièces imprimées peut atteindre 99,9%. EOS, une entreprise allemande, l'a commercialisée pour la fabrication de lames de moteur d'avion.
Dispositifs électroniques flexibles
L'hydrure de lithium en aluminium et le composite de polydiméthylsiloxane (PDMS) peuvent être utilisés pour préparer des élastomères conducteurs (avec une conductivité de 10 s / m) pour les électrodes de dispositif portable. Le capteur flexible développé par l'équipe Samsung en Corée du Sud est basé sur ce matériau, avec un changement de résistance de seulement 5% lorsque le taux de traction atteint 300%.
De «l'agent réducteur universel» de la synthèse organique au «matériau potentiel» de l'informatique quantique, l'hydrure d'aluminium Lithum continue de stimuler les progrès technologiques avec ses propriétés chimiques uniques. À l'avenir, avec l'amélioration de la technologie de synthèse verte et du système de protection de la sécurité, ses limites d'application seront encore élargies, fournissant un support clé pour l'exploration humaine de nouvelles énergies, de nouveaux matériaux et des champs de fabrication finaux -. Cependant, trouver un équilibre entre l'efficacité et la sécurité reste la proposition de base dans le processus d'industrialisation de l'hydrure de Lithum aluminium.
Les propriétés chimiques depoudre hydrure d'aluminium au lithiumsont montrés dans les aspects suivants:
L'hydrure de lithium en aluminium est métastable à température ambiante. Pendant le stockage à terme long -, l'hydrure de Lithum Aluminm sera décomposé en li3alh6 et lih. Ce processus peut être accéléré par des éléments cocatalytiques tels que le titane, le fer et le vanadium. Lors du chauffage de l'hydrure de Lithum Aluminm, le mécanisme de réaction est divisé en trois étapes:
3LialH4 → Li3alh 6 + 2 al + 3 H2 ↑ (R1)
2Li3AlH6 → 6LIH + 2 al + 3 H2 ↑ (R2)
2LIH + 2 al → 2Lial + H2 ↑ (R3)
R1 commence généralement par la fusion de l'hydrure d'aluminière de lithium, avec une plage de température de 150 à 170 degrés, puis se décompose immédiatement en li3ALH6, mais R1 est effectué sous le point de fusion de LialH4. À environ 200 degrés, Li3ALH6 se décompose en LIH et Al (R2), puis se décompose en lial (R3) au-dessus de 400 degrés. En pratique, la réaction R1 est irréversible, tandis que R3 est réversible et la pression d'équilibre à 500 degrés est de 25 kPa. La réaction de R1 et R2 peut se produire à température ambiante avec un catalyseur approprié.
LIALH4 réagit violemment et explosivement avec de l'eau et libère l'hydrogène:
Lialh 4 + 2 h2o → lialo 2 + 4 h2 ↑
Lialh 4 + 4 h2o → lioH + al (oh) 3+ 4 h2 ↑
Étant donné que l'hydrogène libéré est quantitatif, cette réaction peut être utilisée pour déterminer la teneur en hydrure de Lithum aluminium dans l'échantillon. Afin d'empêcher la réaction d'être trop violente, certains dioxane, éther diméthylique de l'éthylène glycol ou tétrahydrofurane sont souvent ajoutés comme diluant. Cette réaction fournit une méthode de laboratoire utile pour la production d'hydrogène. Les échantillons exposés à l'air pendant une longue période deviendront généralement blancs car les échantillons ont absorbé suffisamment d'eau pour former un mélange blanc composé d'hydroxyde de lithum et d'hydroxyde d'aluminium.
La solution d'éther ou de tétrahydrofurane de LIALH4 peut réagir violemment avec l'ammoniac pour libérer de l'hydrogène:
Lialh 4+4 nh3 → lial (nh2) 4+2 h2 ↑
Lorsque la quantité d'ammoniac est insuffisante, la réaction suivante se produit:
2lialh 4+5 nh3 → [lialh (nh2) 2] 2nh +6 h2 ↑
Lorsque le rapport NH3 / LIALH4 est plus petit, les trois hydrogène dans l'ammoniac peuvent être remplacés:
3lialh 4+ nh3 → (lialh3) 3n +3 h2 ↑
L'hydrure de lithium alumine peut réagir avec presque tous les halogénures pour générer l'hydrure d'aluminium de coordination correspondant. Lorsque l'hydrure de coordination en aluminium est instable, il sera décomposé en hydrure correspondant. La formule générale est:
nlialh 4+ mxn → m (alh4) n + nlix, m (alh4) n → mhn + nalh3
Par conséquent, de nombreux hydraudes métalliques métalliques ou non- peuvent être préparés par cette méthode, comme
Lialh 4+4 nacl → 4nah + licl + alcl3
L'hydrure de Lithum Aluminm peut effectuer une réaction de double décomposition avec la NAH dans le tétrahydrofurane pour produire efficacement l'hydrure d'aluminium de sodium (NaALH4):
Lialh 4+ nah → naalh 4+ lih
L'hydrure d'aluminium de potassium (KALH4) peut être préparé d'une manière similaire avec l'éther diéthylène glycol diméthyle comme solvant:
Lialh 4+ kh → kalh 4+ lih
L'hydrure d'aluminium au lithium peut réduire de nombreux composés organiques, et sa solution d'éther ou de tétrahydrofurane est couramment utilisée dans la pratique. La capacité de réduction de l'hydrure d'aluminière lithium est plus forte que celle du borohydride de sodium associé, car la liaison al - h est plus faible que la liaison B - h. En raison du stockage et de l'utilisation gênants, BIS (2 - méthoxyéthoxy) Hydrure d'aluminium de sodium (aluminium rouge), un dérivé de l'hydrure d'aluminimes Lithum, est couramment utilisé comme agent réducteur dans l'industrie, mais l'hydrure d'aluminimes de lithum est toujours utilisée dans la production industrielle à petite échelle.
Les groupes fonctionnels qui peuvent être réduits depoudre hydrure d'aluminium au lithiumIncluez principalement:
Les haloalcanes sont réduits en alcanes. La réaction des iodoalcanes est la plus rapide, suivie de bromoalcanes et de chloroalcanes. Dans cette réaction, les haloalcanes primaires (haloalcanes primaires) ont de bonnes performances et les produits obtenus subissent une transformation de configuration, de sorte que cette réaction est considérée comme un mécanisme SN2. Les alcanes halogénés secondaires (alcanes halogénés secondaires) peuvent également être réduits par cette méthode. Les hydrocarbures halogénés tertiaires (alcanes halogénés tertiaires) sont sujets à une réaction d'élimination, donc cette méthode n'est pas applicable. L'hydrure de Lithum Aluminm ne peut être utilisé que pour réduire les alcynes avec des groupes d'alcool à proximité, et ne peut pas être utilisé pour réduire les oléfines simples et les hydrocarbures aromatiques.
Les halogénures en silicium sont réduits au silane, comme
Lialh 4+ sicl4 → sih 4+ licl + alcl3
Les composés carbonyle (sauf les amides) sont réduits à des alcools, tels que les esters et les acides carboxyliques peuvent être réduits aux alcools primaires par l'hydrure de Lithum Aluminm. Avant la découverte de la méthode de réduction des esters par l'hydrure de Lithum aluminm, l'ester a été généralement réduit par la réaction de réduction brun du bouver, c'est-à-dire l'alcool anhydre de sodium en métal bouillonnant comme l'agent réducteur, mais cette réaction est difficile à réaliser. Les aldéhydes et les cétones peuvent également être réduits à des alcools par l'hydrure d'alumine de lithium, mais des réactifs plus légers tels que NABH4 sont généralement utilisés pour la réduction. , - Les cétones insaturées seront réduites à l'alcool allyle.
Composé époxy. Lorsque le composé époxy est réduit, le réactif hydrure de Lithum Aluminm attaquera l'extrémité à faible obstacle stérique du composé époxy, générant généralement des alcools secondaires ou tertiaires. L'oxyde de cyclohexane sera préférentiellement réduit aux alcools de liaisons (liaisons verts).
Les amides et les imides sont réduits en amines. Le rendement de telles réactions est généralement élevé, et la réaction des matières premières substituées n, n - est beaucoup plus rapide que les autres.
Le nitrile est réduit à l'amine primaire. De plus, les oximes, les composés nitro et les azides alkyle peuvent être réduits en amines. Les cations d'ammonium quaternaire peuvent être réduites en amines tertiaires correspondantes.
Réaction avec l'alcool pour produire de l'hydrure d'aluminimes alcoxy lithium:
Lialh 4 + roh → lial (ou) h 3 + h2 ↑
Lialh 4 + 2 roh → lial (ou) 2h 2 + 2 h2 ↑
Lialh 4 + 3 roh → lial (ou) 3h + 3 h2 ↑
Lial (ou)2H2est un réactif approprié pour réduire les amides aux aldéhydes, lial (OC (ch3)3)3H est un réactif approprié pour réduire les chlorures d'acyle aux aldéhydes, et l'hydrate de lithium alumine ne peut pas réduire partiellement les chlorures d'acyle à des aldéhydes correspondants, car il est donc nécessaire d'utiliser un tri tritre plus doux3)3)3H) pour réduire les chlorures d'acyle. La réaction de l'hydrure d'aluminium Lithum Tri Tert Butoxy avec du chlorure d'acyle est beaucoup plus rapide que celle avec l'aldéhyde. Par exemple, l'ajout de chlorure de sulfoxyde dans l'acide isovalérique générera du chlorure d'isovaleryle. À ce moment-là,poudre hydrure d'aluminium au lithiumPeut être utilisé pour réduire le chlorure d'isovaleryle à l'isovaleraldéhyde, et le rendement peut atteindre 65%.
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