Organik kimyoda,Lityum alyuminiy gidridmashhur va samarali kamaytiruvchi vositadir. Bu turli xil sintetik jarayonlarda ishlaydigan kimyogarlar uchun bebaho vositadir, chunki u gidrid ionlarini ishlab chiqarishi mumkin. LAHning ajoyib dunyosi va uning gidrid ishlab chiqarish imkoniyatlariga asoslangan mexanizmlar ushbu maqolada ko'rib chiqiladi.
Lityum alyuminiy gidridini tushunish: tuzilishi va xususiyatlari
Gidridni yaratish jarayoniga kirishdan oldin, keling, lityum alyuminiy gidrid nima ekanligini va nima uchun u kimyoda juda muhimligini tushunib olaylik.
LiAlH4 kimyoviy formulasiga ega lityum alyuminiy gidrid murakkab gidrid birikmasidir. Bu suv va havo bilan yuqori darajada reaktiv bo'lgan oq, kristalli qattiq moddadir. Bu reaktivlik uni organik sintezda juda kuchli qaytaruvchi vositaga aylantiradi.
 |
 |
LAH tuzilishi litiy kationlari (Li+) va tetrahidroalyuminat anionlaridan (AlH4-) iborat. Ushbu noyob tartib LAHga o'ziga xos xususiyatlar va reaktivlikni beradi. Alyuminiy-vodorod aloqalarining mavjudligi LAH gidrid ionlarini qanday hosil qilishini tushunish uchun kalit hisoblanadi.lityum alyuminiy gidrido'z ichiga oladi:
1.
Uning eng muhim xususiyatlaridan biri uning yuqori reaktivligidir. LiAlH₄ kuchli qaytaruvchi vosita bo'lib, gidrid ionlarini (H⁻) keng doiradagi organik va noorganik birikmalarga berishga qodir. Bu yuqori reaktivlik unga aldegidlar va ketonlar kabi karbonil birikmalarini organik sintezda muhim bo'lgan tegishli spirtlarga samarali kamaytirish imkonini beradi.
2.
LiAlH₄ ning yana bir muhim xususiyati uning efirlarda eruvchanligidir. Boshqa ko'plab qaytaruvchi moddalardan farqli o'laroq, LiAlH₄ dietil efir va tetrahidrofuran kabi efirli erituvchilarda eriydi. Ushbu eruvchanlik uni laboratoriya sharoitida qo'llash uchun juda muhimdir, chunki u turli reaktsiyalarda birikma bilan ishlov berish va qo'llashni osonlashtiradi. LiAlH₄ barqarorligini ta'minlash va samarali reaktsiya sharoitlarini ta'minlash uchun erituvchini tanlash muhimdir.
3.
LiAlH₄ ham sezilarli termal beqarorlikni namoyon qiladi. Murakkab qizdirilganda ekzotermik parchalanadi, vodorod gazi va alyuminiy tuzlarini chiqaradi. Bu xususiyat tasodifiy reaktsiyalarning oldini olish uchun inert atmosferada ehtiyotkorlik bilan ishlash va saqlashni talab qiladi. Uning namlik va havoga sezgirligi aniq saqlash sharoitlariga bo'lgan ehtiyojni yanada ta'kidlaydi, chunki ta'sir qilish xavfli reaktsiyalarga olib kelishi mumkin.
4.
Nihoyat, lityum alyuminiy gidrid engil sharoitlarda ishlash qobiliyati uchun qadrlanadi. O'zining reaktivligiga qaramay, u haddan tashqari harorat yoki bosimni talab qilmasdan kamaytirishni samarali amalga oshirishi mumkin. Ushbu ko'p qirralilik uni sintetik organik kimyoda ham, sanoat dasturlarida ham ajralmas vositaga aylantiradi, bu erda boshqariladigan pasaytirish jarayonlari yuqori sifatli mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun zarurdir. Ushbu asosiy xususiyatlar LiAlH₄ ning kimyoviy sintez va materialshunoslikda keng qo'llanilishiga yordam beradi.
Lityum alyuminiy gidrid bilan gidrid hosil bo'lish mexanizmi
Endi biz asoslarini ko'rib chiqdiklityum alyuminiy gidrid, keling, u gidrid ionlarini qanday hosil qilishini o'rganamiz. Jarayon alyuminiy-vodorod aloqalarining uzilishi va gidrid ionlarining maqsadli molekulaga o'tkazilishini o'z ichiga oladi. Mana, mexanizmning bosqichma-bosqich parchalanishi:
Dissotsiatsiya
Eritmada LAH litiy kationlariga (Li+) va tetrahidroalyuminat anionlariga (AlH4-) ajraladi.
01
Nukleofil hujum
AlH4- anioni maqsadli molekuladagi (masalan, karbonil guruhi) elektrofil markazlariga hujum qilib, nukleofil vazifasini bajaradi.
02
Gidrid o'tkazish
Nukleofil hujum sodir bo'lganda, AlH4- dan gidrid ionlaridan biri (H-) maqsadli molekulaga o'tadi.
03
O'rta shakllanish
Bu uzatish natijasida oraliq alkoksid va trihidroalyuminat turlari (AlH3-) hosil bo'ladi.
04
Takrorlash
Jarayon to'rt martagacha takrorlanishi mumkin, chunki har bir AlH4- anion o'zining to'rtta gidrid ionini ham berishi mumkin.
05
Shuni ta'kidlash kerakki, aniq mexanizm o'ziga xos substrat va reaktsiya sharoitlariga qarab farq qilishi mumkin. Biroq, asosiy kontseptsiya bir xil bo'lib qolmoqda: LAH gidrid ionlarining manbai bo'lib xizmat qiladi, ular qisqartirish jarayonida maqsadli molekulaga o'tkaziladi.
Lityum alyuminiy gidridning gidrid ionlarini yaratish va uzatish qobiliyati uni kuchli qaytaruvchi vositaga aylantiradi. Ushbu mexanizm turli funktsional guruhlarni qisqartirishga imkon beradi, jumladan:
- Aldegidlar va ketonlar spirtlarga
- Karboksilik kislotalardan birlamchi spirtlarga
- Esterlar asosiy spirtlarga
- Nitrillardan birlamchi aminlarga
- Amidlardan aminlarga
Ushbu mexanizmni tushunish LAH bilan ishlaydigan kimyogarlar uchun juda muhim, chunki u reaktsiya natijalarini bashorat qilish va sintetik yo'llarni loyihalashda yordam beradi.
Lityum alyuminiy gidridini qo'llashda qo'llash va mulohazalar
Lityum alyuminiy gidridning gidrid yaratish qobiliyati uni organik sintezda ajralmas vositaga aylantirdi. Biroq, uning qo'llanilishi kimyogarlar e'tiborga olishlari kerak bo'lgan afzalliklari va qiyinchiliklari bilan birga keladi.
- Karbonil birikmalarining spirtlarga qaytarilishi
- Karboksilik kislotalar va efirlarning birlamchi spirtlarga aylanishi
- Nitrillarning birlamchi aminlarga qaytarilishi
- Organometall birikmalarning sintezi
- Tadqiqot maqsadlari uchun deyterlangan birikmalar ishlab chiqarish
Ushbu ilovalar ko'p qirraliligini namoyish etadiLityum alyuminiy gidridturli xil organik birikmalarni yaratishda, ularning aksariyati muhim sanoat va farmatsevtikada qo'llaniladi.
Xavfsizlik
Suv va havo bilan yuqori reaktivligi tufayli LAH bilan juda ehtiyot bo'lish kerak. To'g'ri xavfsizlik uskunalari va suvsiz sharoitlar muhim ahamiyatga ega.
01
Saqlash
LAH parchalanish va potentsial xavfsizlik xavfini oldini olish uchun quruq, inert atmosferada saqlanishi kerak.
02
Reaktsiya shartlari
LAH ishtirokidagi reaktsiyalar uchun odatda suvsiz erituvchilar va inert atmosferalar talab qilinadi.
03
Ishlash tartib-qoidalari
Qolgan LAH va uning yon mahsulotlarini xavfsiz tarzda o'chirish uchun ish paytida alohida e'tibor berish kerak.
04
Selektivlik
LAH kuchli kamaytiruvchi vosita bo'lsa-da, ba'zi hollarda u selektivlikka ega bo'lmasligi mumkin. Ba'zi ilovalar uchun yumshoqroq qisqartiruvchi vositalar afzal bo'lishi mumkin.
05
Ushbu qiyinchiliklarga qaramay, lityum alyuminiy gidriddan foydalanishning afzalliklari ko'pincha sintetik ilovalar uchun kamchiliklardan ustundir. Uning gidrid ionlarini samarali yaratish va funktsional guruhlarning keng doirasini kamaytirish qobiliyati uni organik kimyogarning arsenalida bebaho vositaga aylantiradi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, lityum alyuminiy gidridning gidrid yaratish qobiliyati uning noyob tuzilishi va reaktivligi bilan bog'liq. Gidrid hosil qilish va uzatish mexanizmini tushunib, kimyogarlar turli xil sintetik ilovalar uchun LAH kuchidan foydalanishlari mumkin. Uni qo'llash ehtiyotkorlik bilan ishlash va ko'rib chiqishni talab qilsa-da, LAH ning ko'p qirraliligi va samaradorligi uning organik kimyoda doimiy ahamiyatini ta'minlaydi.
Qaytarilish reaktsiyalarini o'rganayotgan talaba bo'lasizmi yoki murakkab sintezlar ustida ishlaydigan tajribali kimyogar bo'lasizmi?lityum alyuminiy gidridgidridni hosil qilish organik kimyoda muvaffaqiyatga erishish uchun juda muhimdir. Ushbu sohadagi izlanishlar davom etar ekan, biz ushbu ajoyib birikmadan foydalanishda yanada ko'proq ilovalar va takomillashtirishlarni kashf qilishimiz mumkin.
Ma'lumotnomalar
1. Brown, HC, & Krishnamurthy, S. (1979). Qirq yillik gidridning qisqarishi. Tetraedr, 35(5), 567-607.
2. Seyden-Penne, J. (1997). Organik sintezda alumino-va borgidridlarning qisqarishi. Jon Wiley & Sons.
3. Reusch, W. (2013). Organik kimyo virtual darslik. Michigan shtat universiteti.
4. Carey, FA, & Sundberg, RJ (2007). Ilg'or organik kimyo: B qismi: reaksiya va sintez. Springer Science & Business Media.
5. Elschenbroich, C. (2016). Organometalllar. Jon Wiley & Sons.