Μπορεί το υδρίδιο του λιθίου αλουμινίου να μειώσει τα αλκένια;

Οι αποκρίσεις μείωσης είναι βασικές στη φυσική επιστήμη για το συνδυασμό και την προσαρμογή διαφόρων μειγμάτων.Υδρίδιο λιθίου αλουμινίου(LAH) είναι γνωστό για την ικανότητά του να μειώνει ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών ομάδων και είναι ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός αναγωγικός παράγοντας. Ωστόσο, το LAH σπάνια εμπλέκεται σε αντιδράσεις άμεσης αναγωγής όταν πρόκειται για αλκένια.

Τα αλκένια, τα οποία έχουν διπλούς δεσμούς μεταξύ άνθρακα και άνθρακα, είναι πιο δύσκολο να δουλέψουν από τις ενώσεις με καρβονύλια. Το LAH είναι ουσιαστικά γνωστό για την αντιδραστικότητά του σε συγκεντρώσεις καρβονυλίου, όπως αυτές που εντοπίζονται σε αλδεΰδες, κετόνες, εστέρες και καρβοξυλικά οξέα, όπου προσθέτει επιτυχώς σωματίδια υδριδίου στον ηλεκτροφιλικό καρβονυλ άνθρακα. Η πλούσια σε ηλεκτρόνια φύση των διπλών δεσμών άνθρακα στα αλκένια δεν επικοινωνεί αμέσως με το LAH, καθώς χάνουν το σημάδι στον θεμελιώδη ηλεκτροφιλικό χαρακτήρα για την επιτακτική πυρηνόφιλη επίθεση.

Αντίθετα, η καταλυτική υδρογόνωση, στην οποία χρησιμοποιούνται μοριακό υδρογόνο (Η2) και μεταλλικοί καταλύτες όπως το παλλάδιο, η πλατίνα ή το νικέλιο, μειώνει τα αλκένια πιο συχνά. Αυτή η τεχνική προσθέτει υδρογόνο κατά μήκος του διπλού δεσμού, μετατρέποντας πλήρως το αλκένιο σε αλκάνιο. Ως εκ τούτου, ενώ το LAH είναι ένας ευέλικτος και ισχυρός ειδικός στη μείωση, η εφαρμογή του δεν εκτείνεται στην άμεση μείωση των αλκενίων.

Η ανόργανη ένωση υδρίδιο λιθίου αργιλίου, επίσης γνωστή ως LiAlH4, χρησιμοποιείται συχνά στην οργανική σύνθεση. Είναι γνωστό για τους τομείς ισχύος για τις ιδιότητές του, γεγονός που το καθιστά ιδανικό αντιδραστήριο για ορισμένους επιστημονικούς ειδικούς όταν χρειάζεται να μειώσουν συγκεκριμένες πρακτικές συγκεντρώσεις.

Το LAH αποτελείται από μόρια λιθίου και αλουμινίου συνδεδεμένα με υδρογόνο. Είναι ισχυρά μειωτικό λόγω της μοναδικής δομής του. Οι αλδεΰδες και οι κετόνες, καρβονυλικές ενώσεις, είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για τη μείωση της αλκοόλης. Μπορεί επίσης να μειώσει τα καρβοξυλικά οξέα, τους εστέρες και, παραδόξως, ορισμένες ενώσεις που περιέχουν άζωτο.

Όπως και να έχει, τι μπορεί να ειπωθεί για τα αλκένια; Ας δούμε εν συντομία τι είναι τα αλκένια και πώς η αναγωγή συνήθως λειτουργεί με αυτές τις ενώσεις προτού απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση.

Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες με τουλάχιστον έναν διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα είναι γνωστοί ως αλκένια. Αυτοί οι διπλοί δεσμοί είναι ένα ζωτικό στοιχείο των αλκενίων και παίζουν τεράστιο ρόλο στην αντιδραστικότητά τους. Όταν μιλάμε για αναγωγή αλκενίων, συνήθως εννοούμε τη δημιουργία του διπλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα σε έναν απλό δεσμό προσθέτοντας άτομα υδρογόνου σε αυτόν.

Αυτή η αλληλεπίδραση, γνωστή ως υδρογόνωση, μετατρέπει πραγματικά ένα αλκένιο σε αλκάνιο. Είναι μια κοινή αντίδραση στην οργανική χημεία και χρησιμοποιείται στην παραγωγή τροφίμων καθώς και στη διύλιση πετρελαίου.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, καταλύτες όπως το παλλάδιο ή η πλατίνα χρησιμοποιούνται για την υδρογονοποίηση αλκενίων παρουσία αερίου υδρογόνου. Ωστόσο, δεν πρέπει να ειπωθεί κάτιΥδρίδιο λιθίου αλουμινίου? Θα μπορούσε σε κάποιο σημείο να παίξει αυτή τη μείωση;

Εδώ είναι η εκπληκτική αλήθεια: Υπό κανονικές συνθήκες, το υδρίδιο του λιθίου αλουμινίου δεν μειώνει τα αλκένια. Το LAH δεν προσθέτει αποτελεσματικά υδρογόνο στον διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα των αλκενίων, παρά την ισχυρή αναγωγική του ισχύ.

Δεδομένης της φήμης του LAH ως ισχυρού αναγωγικού παράγοντα, αυτό μπορεί να φαίνεται αντιφατικό. Αλλά είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι διαφορετικοί αναγωγικοί παράγοντες είναι αποτελεσματικοί για διαφορετικά είδη ενώσεων και λειτουργούν μέσω διαφορετικών μηχανισμών.

Η μείωση των πολικών δεσμών, όπως εκείνων στις ενώσεις καρβονυλίου, είναι όπου το υδρίδιο του αργιλίου λιθίου λάμπει περισσότερο. Ωστόσο, ο διπλός δεσμός άνθρακα-άνθρακα των αλκενίων είναι μη πολικός. Τα αλκένια δεν μπορούν να αναχθούν αποτελεσματικά από το LAH λόγω σε μεγάλο βαθμό αυτής της διαφοράς στην πολικότητα.

Έτσι, στην περίπτωση που ελπίζετε να μειώσετε ένα αλκένιο σε αλκάνιο, θα πρέπει να κοιτάξετε πέρα ​​από το Υδρίδιο του Αλουμινίου Λιθίου. Μια καλύτερη επιλογή θα ήταν η καταλυτική υδρογόνωση με αέριο υδρογόνο και έναν μεταλλικό καταλύτη όπως το παλλάδιο ή η πλατίνα.

Ενώ το LAH μπορεί να μην είναι το βασικό αντιδραστήριο για τη μείωση των αλκενίων, υπερέχει σε πολλές άλλες αντιδράσεις αναγωγής.

Ας εξερευνήσουμε μερικές από τις περιοχές όπου το υδρίδιο λιθίου αλουμινίου λάμπει πραγματικά:

Αυτές οι αντιδράσεις δείχνουν την πραγματική δύναμη του υδριδίου του λιθίου αργιλίου. Η ικανότητά του να μειώνει ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών ομάδων το καθιστά απαραίτητο εργαλείο στην εργαλειοθήκη του οργανικού χημικού.

Ενώ βρισκόμαστε στο θέμα του LAH, είναι σημαντική η αναφορά σε θέματα που αφορούν την αντιμετώπισή του και την ευημερία. Το Υδρίδιο του Αλουμινίου Λιθίου είναι μια ένωση με μεγάλη απόκριση και μπορεί να είναι επικίνδυνη σε περίπτωση που δεν ληφθεί η κατάλληλη φροντίδα.

Το LAH ανταποκρίνεται άγρια ​​με νερό, παρέχοντας εύφλεκτο αέριο υδρογόνο. Είναι επίσης πυροφορικό, που σημαίνει ότι μπορεί να ανάψει απροσδόκητα στον αέρα. Με αυτόν τον τρόπο, θα πρέπει να αντιμετωπίζεται υπό συνθήκες αδράνειας, συνήθως χρησιμοποιώντας ξηρούς, διαλύτες χωρίς οξυγόνο και σε περιβάλλον αζώτου ή αργού.

Ακολουθείτε συνεχώς τις νόμιμες συμβάσεις ασφαλείας ενώ εργάζεστε με το LAH, θυμηθείτε να φοράτε κατάλληλο ατομικό αμυντικό εξοπλισμό και να εργάζεστε για μια πολύ αεριζόμενη περιοχή ή κουκούλα καπνού.

Συνολικά, ενώ το Lithium Aluminium Hydride είναι ένας ισχυρός και ευέλικτος ειδικός στη μείωση, δεν μπορεί να μειώσει τα αλκένια υπό τυπικές συνθήκες. Ωστόσο, παρά αυτόν τον περιορισμό, η σημασία του στην οργανική σύνθεση δεν μειώνεται. Το LAH συνεχίζει να είναι ένα επείγον αντιδραστήριο για τη μείωση ενός μεγάλου αριθμού άλλων χρήσιμων συγκεντρώσεων.

Όποιος εργάζεται στην οργανική χημεία πρέπει να γνωρίζει τις δυνατότητες και τους περιορισμούς των αντιδραστηρίων LAH. Επιτρέπει στους χημικούς να επιλέξουν τα κατάλληλα όργανα για συγκεκριμένες αντιδράσεις, με αποτέλεσμα συνθέσεις που είναι πιο παραγωγικές και επιτυχημένες.

Είτε είστε μαθητευόμενος που μαθαίνει για μειωμένες αποκρίσεις είτε είστε προσεκτικά προετοιμασμένος φυσικός που ελπίζει να αναβαθμίσει τα κατασκευασμένα μαθήματα σας, γνωρίζοντας πότε και πώς να χρησιμοποιήσετεΥδρίδιο λιθίου αλουμινίουμπορεί να έχει τρομερή επίδραση στη δουλειά σας.

Λάβετε υπόψη σας, στον τομέα της επιστήμης, κάθε αντιδραστήριο έχει τα πλεονεκτήματα και τις αδυναμίες του. Το κλειδί είναι να γνωρίζετε πώς να χρησιμοποιείτε αυτές τις ιδιότητες για να επιτύχετε τους κατασκευασμένους στόχους σας με επιτυχία και ασφάλεια.

Smith, MB, & March, J. (2007). Η προηγμένη οργανική χημεία του March: αντιδράσεις, μηχανισμοί και δομή. John Wiley & Sons.

Carey, FA, & Sundberg, RJ (2007). Προηγμένη Οργανική Χημεία: Μέρος Α: Δομή και Μηχανισμοί. Springer Science & Business Media.

Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Οργανική Χημεία. Oxford University Press.

Kürti, L., & Czakó, B. (2005). Στρατηγικές εφαρμογές ονομασμένων αντιδράσεων στην οργανική σύνθεση. Elsevier.

Wiberg, KB (1965). Οξείδωση στην Οργανική Χημεία. Ακαδημαϊκός Τύπος.