氢化铝

无机化合物

氢化铝(AlH3),又名铝 ,是一种 无机化合物 ,是铝的 氢化物 ,无色固体, 熔点 110℃ , 溶于 四氢呋喃 和 乙醚 溶剂 。 氢化 铝主要用作 还原剂 ,如 炔烃 的铝 氢化 反应、烯丙重排反应以及氢燃料汽车中 氢气 的储存。

氢化铝是一种对多种 官能团 有效的还原试剂,能将醛、 、 、 酸酐 、 酰氯 和 等还原为相应的醇,将 酰胺 、 、 等还原为相应的胺。氢化铝对 硝基化合物 、 硫化物 、 以及 甲基 苯磺酸 盐无还原活性,但是对 二硫化物 和 亚砜 有效。 氢化铝暴露在空气中能自燃,遇水或者酸反应生成氢气并放热引起燃烧,与 氧化剂 强烈反应。 氢化铝溶液必须原位制备使用,大约3天后就会降解,因此不可能长时间保存。使用时必须小心谨慎。

物性数据

性状:无色或者灰色粉末或固体

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

2. 氢键 供体数量:0

3. 氢键 受体数量:0

4.可旋转 化学键 数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积:0

7.重原子数量:1

8.表面电荷:0

9.复杂度:0

10. 同位素 原子 数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定 化学键 立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15. 共价键 单元数量:1

性质与稳定性

1.氢化铝为无色的固体。对热不稳定,加热到150~200℃时即分解。准确地分解温度因AlH3的生成条件而异。氢化铝为强 还原剂 。遇水或湿气会发生爆炸反应而生成 氢气 。光照后即分解。在-10℃的封闭管中能够保存一年。极易溶于 四氢呋喃 中。在 乙醚 中的 溶解度 为0.2mol/L。在乙醚中合成的产物是由AlH3和乙醚按摩尔比0.29~0.33构成的 加成物 。不含乙醚的产物是把AlH3的乙醚溶液加入到特别过量的 正戊烷 或 己烷 中所得到的白色沉淀。一旦从乙醚中沉淀出来就不会再溶于乙醚中。如果有强的 路易斯碱 L存在,则生成LAlH3或者L2AlH3而溶解。

2.氢化铝溶液不会自燃,但与水、酸类、潮湿空气接触有引起燃烧危险,遇 氧化剂 反应剧烈。氢化铝溶液必须原位制备使用,大约3天后就会降解,因此不可能长时间保存。使用是必须小心谨慎。

合成方法

1、原料的提纯:以下的所有操作必须在充满 氮气 或氩气的干燥箱中进行。不得含有水蒸气,含氧量不超过3~4mL/m³。而且,必须在系统中除去能与反应物和生成物进行反应的物质。当存在少量杂质时就可能把生成的氢化铝分解掉。所有的试剂必须全用无水的。市售的 乙醚 、 氢化铝锂 、 氯化铝 等都必须进一步提纯。使用的玻璃器具要用 硝酸 、 王水 或者 重铬酸盐 洗过之后,再用蒸馏水冲洗几次,在110~120℃下进行干燥。将氢化铝锂加到乙醚内,在氮气中或真空中 蒸馏 ,并通过装有 分子筛 的柱(40cm)进行干燥、提纯。因为乙醚非常容易挥发,这些操作应在通风橱内进行。将氢化铝锂溶于乙醚,过滤后经 减压病 蒸馏蒸出 溶剂 浓缩,进行重结晶。三氯化铝可在高真空下使其升华(110~120℃)得以提纯,在此温度下要使50g三氯化铝升华需要24h,其蒸气再通过1~2cm长的装有活性炭(50~200目) 吸附 柱处理,可更加纯净。

2、合成:主反应3LiAlH4+ 氯化铝 →4AlH3+3LiCl

在干燥箱中,把32.3g三氯化铝(0.242 摩尔 )和电磁搅拌棒装入500mL圆底烧瓶中,加塞后将烧瓶从干燥箱中取出,在低 氮气 压下(25~50mmHg,1mmHg=133.322Pa)迅速安装盛有 乙醚 的滴液漏斗,将上述500mL烧瓶放在干冰 二氯甲烷 浴中一边搅拌物料一边进行冷却,从滴液漏斗把经过 蒸馏 提纯的300mL乙醚慢慢地加入烧瓶中。乙醚冷却后从干冰浴中取出烧瓶。如果 氯化铝 发生放热的溶剂化反应而使乙醚沸腾时,应把烧瓶再次冷却。三氯化铝溶解后,将溶液加热到室温,严密加塞放入干燥箱。另取28.2g纯 氢化铝锂 (0.743 摩尔 )装入容积为1.5L的烧瓶中,并用750mL蒸馏过的乙醚加以溶解。然后往LiAlH4和AlCl3的 乙醚 溶液表面分别吹入干燥 氮气 ,使其冷却到-5℃。为了保持一定的 溶剂 体积必须经常加入乙醚。将AlCl3溶液在搅拌下加到冷的LiAlH4溶液中。加完后,对反应混合液施以19.7~34.2kPa压力的氮气,经玻璃过滤器,滤到1.5L烧瓶中。该烧瓶预先装入10g NaBH4(该NaBH4应在真空中于60℃干燥8h,并粉碎至1μm以下,可得最好的结果)和电磁搅拌棒。搅拌滤液,利用NaBH4将未反应的 氯化铝 从AlH3的 乙醚 溶液中除去。LiBH4留在溶液中。 氯化钠 则沉淀出来。边往滤液中吹入干燥 氮气 边搅拌3~4min之后,再往另一个1.5L烧瓶中过滤。这样就可把过剩的NaBH4和已沉淀的氯化钠除去。往滤液中边吹入干燥氮气,边浓缩至600mL之后,加热到室温。经6~8h后,氢化铝的乙醚 加成物 就沉淀出来。将生成物过滤后,用100mL无水乙醚洗涤两次,在高真空下干燥10~12h;产量约30g(58%)。

贮存方法

在氮气中贮存。

用途

上法制得得氢化铝不经分离可用于选择性还原反应:1.将二 芳基 酮 或芳 烷基 酮还原成烃;2.将α,β-不饱和 酯 还原为α,β-不饱和醇。

参考资料

  1. 氢化铝 查字典 2024-03-23
  2. 氢化铝 专业的化学化工医药产业资源供需及整合平台 2024-03-23
  3. 正在安全检测 盖德化工网 2024-03-23
  4. 氢化铝参数,分子结构式,图谱信息 物竞数据库 2017-10-24
  5. 氢化铝 布克 2017-10-24