Was ist Lithiumaluminiumhydrid?
Lithiumaluminiumhydrid ist eine anorganische Verbindung mit stark reduzierender Wirkung, die durch die chemische Formel LiAlH4 dargestellt wird.
Es ist auch unter der Bezeichnung LAH bekannt. Sie hat eine stärkere reduzierende Wirkung als Natriumborhydrid (NaBH4), ein bekanntes Reduktionsmittel und kann Carbonsäuren und Amide reduzieren. Es ist als Gefahrstoff eingestuft.
Es ist leicht entzündlich und reagiert bei Kontakt mit Wasser explosiv, so dass beim Umgang damit Vorsicht geboten ist.
Anwendungen von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid hat eine stark reduzierende Wirkung und wird als Reduktionsmittel in der organischen Chemie verwendet. Beispiele sind Alkohole aus Estern, Ketonen und Aldehyden, Amine aus Amiden, Nitrilen und Nitroverbindungen und dehalogenierte Alkane aus halogenierten Verbindungen, um nur einige zu nennen.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird es nicht in großen Mengen, sondern häufig in kleinen Versuchen eingesetzt.
Eigenschaften von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid ist ein starkes Reduktionsmittel in Pulverform. Es ist viel stärker als das Reduktionsmittel NaBH4, weil die Al-H-Bindungen im Vergleich zu den B-H-Bindungen schwach sind.
Lithiumaluminiumhydrid und Wasser reagieren heftig unter Bildung von Wasserstoff. Daher ist für die Verwendung ein entwässerndes Lösungsmittel wie Diethylether erforderlich.
Es zersetzt sich bei 150 °C und hat eine molare Masse von 37,954 g/mol und eine Dichte von 0,917 g/cm3.
Struktur von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid ist eine Wasserstoffverbindung des Aluminiums, die einen Ionenkristall aus Aluminiumhydrid-Ionen (AlH4-) und Lithium-Ionen (Li+) enthält. Die Kristallstruktur gehört zum monoklinen System; AlH4- hat eine tetraedrische Struktur und der Al-H-Bindungsabstand im Kristall beträgt etwa 1,55 Å.
Weitere Informationen zu Lithiumaluminiumhydrid
1. Synthese von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid kann durch die Reaktion von Aluminiumchlorid (AlCl3) mit Lithiumhydrid (LiH) synthetisiert werden. Die Gewichtsausbeute beträgt 97 %. Das Reaktionsgemisch wird in Ether aufgelöst und filtriert, um das verbleibende feste Lithiumchlorid (LiCl) zu entfernen.
2. Zersetzung von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid ist stark basisch und zersetzt sich in einer einzigen Reaktion mit protischen Lösungsmitteln wie Alkoholen. Bei Raumtemperatur ist es metastabil.
Bei längerer Lagerung zersetzt es sich allmählich in LiH und Li3AlH6. Die Zersetzung wird durch die Anwesenheit von Eisen, Titan und Vanadium beschleunigt.
3. Anorganische Reaktionen von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid reagiert mit Natriumhydrid in THF zu Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4). In ähnlicher Weise kann Kaliumaluminiumhydrid (KAlH4) in 90 %iger Ausbeute synthetisiert werden.
Die umgekehrte Reaktion von NaAlH4 und KAlH4 zu Lithiumaluminiumhydrid erfolgt ebenfalls mit LiCl und THF oder Diethylether als Lösungsmittel.
Ansonsten reagiert Lithiumaluminiumhydrid mit Magnesiumbromid (MgBr2) zu Magnesiumaluminiumhydrid (Mg(AlH4)2).
4. Organische Reaktionen von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid ist hochreaktiv und kann als starkes Reduktionsmittel in der organischen Chemie eingesetzt werden. Vor allem die Reduktion von Estern und Carbonsäuren zu primären Alkoholen ist weithin bekannt.
Bei dieser Reaktion reagieren Hydrid-Ionen (H-) mit den aktiven Zentren organischer Verbindungen mit geringer Elektronendichte durch induktive und mesomere Effekte, gleichzeitig mit der Zersetzung von AlH4-. Die Reaktion findet im aktiven Zentrum von organischen Verbindungen mit geringer Elektronendichte statt.