Was ist Lithiumaluminiumhydrid?
Lithiumaluminiumhydrid ist eine anorganische Verbindung mit der Summenformel LiAlH4.
Sie wird üblicherweise mit LAH abgekürzt (englisch: lithium aluminum hydride).
Lithiumaluminiumhydrid ist ein starkes Reduktionsmittel und wird nach der GHS-Klassifizierung als wasserlösliche entzündliche Chemikalie, hautätzend/reizend, akut toxisch (oral), reproduktionstoxisch und augenreizend eingestuft. Lithiumaluminiumhydrid ist als gefährlicher und giftiger Stoff eingestuft, der namentlich zu kennzeichnen und zu melden ist.
Anwendungen von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid wird als Reduktionsmittel in der chemischen Synthese verwendet. Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird es häufig im Labor eingesetzt. Im industriellen Maßstab werden jedoch Reduktionsmittel mit milderer Reaktivität verwendet, die aus Sicherheitsgründen oft vermieden werden.
Es wird hauptsächlich zur Reduktion von Estern und Carbonsäuren zu primären Alkoholen verwendet, wobei dehydrierter Ether als Reaktionslösungsmittel dient.
Funktionsweise von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid hat eine molare Masse von 37,954 g/mol und eine Dichte von 0,917 g/cm3.
Es ist ein stärkeres Reduktionsmittel als Natriumborhydrid (NaBH4), da die B-H-Bindung stärker ist als die Al-H-Bindung. Lithiumaluminiumhydrid reagiert heftig mit Wasser, wobei Wasserstoff entsteht. Für die Verwendung ist ein dehydrierendes Lösungsmittel erforderlich.
Struktur von Lithiumaluminiumhydrid
Lithiumaluminiumhydrid ist ein Hydrido-Komplex des Aluminiums. Es ist ein ionischer Kristall, der aus Aluminiumhydrid-Ionen (AlH-) und Lithium-Ionen (Li+) besteht und dessen Kristallstruktur dem monoklinen System angehört; AlH4- hat eine tetraedrische Struktur und der Al-H-Bindungsabstand im Kristall beträgt etwa 1.55 Å.
Weitere Informationen zu Lithiumaluminiumhydrid
1. Synthese
Die Reaktion von Aluminiumchlorid (AlCl3) mit Lithiumhydrid (LiH) ergibt Lithiumaluminiumhydrid. Die Gewichtsausbeute beträgt 97 %. Das Reaktionsgemisch kann in Ether aufgelöst und das verbleibende feste Lithiumchlorid (LiCl) durch Filtration entfernt werden.
2. Zersetzungsreaktion
Lithiumaluminiumhydrid ist stark basisch. Daher reagiert es heftig mit protischen Lösungsmitteln wie Alkoholen und zersetzt sich.
Bei Raumtemperatur ist Lithiumaluminiumhydrid metastabil. Nach längerer Lagerung zersetzt es sich allmählich in Li3AlH6 und LiH. Die Zersetzung wird durch die Anwesenheit von Titan, Eisen und Vanadium beschleunigt.
3. Anorganische Reaktionen
Lithiumaluminiumhydrid zersetzt sich mit Natriumhydrid in Tetrahydrofuran (THF) zu Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4). In ähnlicher Weise kann Kaliumaluminiumhydrid (KAlH4) in 90-%iger Ausbeute hergestellt werden.
Die umgekehrte Reaktion von NaAlH4 und KAlH4 zu Lithiumaluminiumhydrid mit Lithiumchlorid verläuft ebenfalls mit Diethylether oder Tetrahydrofuran als Lösungsmittel.
An anderer Stelle reagiert Lithiumaluminiumhydrid mit Magnesiumbromid (MgBr2) zu Magnesium-Aluminium-Hydrid, Mg(AlH4)2.
4. Organische Reaktionen von Lithiumaluminiumhydrid
In der organischen Chemie ist Lithiumaluminiumhydrid sehr reaktiv und kann als starkes Reduktionsmittel eingesetzt werden. Vor allem die Reduktion von Estern und Carbonsäuren zu primären Alkoholen ist weit verbreitet.
Bei dieser Reduktionsreaktion greift das Hydrid-Ion, H-, die aktiven Zentren organischer Verbindungen mit geringer Elektronendichte aufgrund induzierter und mesomerer Effekte zusammen mit der Zersetzung von AlH4- an.