Pienennysvasteet ovat pääasiallisia luonnontieteissä erilaisten seosten yhdistämisessä ja säätämisessä.Litium-alumiinihydridi(LAH) tunnetaan kyvystään pelkistää monenlaisia funktionaalisia ryhmiä ja se on erittäin tehokas pelkistävä aine. LAH osallistuu kuitenkin harvoin suoriin pelkistysreaktioihin alkeenien suhteen.
Alkeeneja, joilla on kaksoissidoksia hiilen ja hiilen välillä, on vaikeampi käsitellä kuin karbonyyliyhdisteitä. LAH tunnetaan pohjimmiltaan reaktiivisuudestaan karbonyylin kerääntymiä kohtaan, kuten aldehydeissä, ketoneissa, estereissä ja karboksyylihapoissa jäljitettävissä olevissa osissa, joissa se lisää onnistuneesti hydridihiukkasia elektrofiiliseen karbonyylihiileen. Hiilen kaksinkertaisten sidosten elektronirikas luonne alkeenissa ei kommunikoi välittömästi LAH:n kanssa, koska niiltä puuttuu merkki perustavanlaatuisesta elektrofiilisestä luonteesta pakottavan nukleofiilisen hyökkäyksen vuoksi.
|
|
|
Sen sijaan katalyyttinen hydraus, jossa käytetään molekyylivetyä (H2) ja metallikatalyyttejä, kuten palladiumia, platinaa tai nikkeliä, pelkistää alkeeneja useammin. Tämä tekniikka lisää vetyä kaksinkertaisen sidoksen yli, jolloin alkeeni muuttuu kokonaan alkaaniksi. Näin ollen, vaikka LAH on joustava ja vahva vähentämisen asiantuntija, sen sovellus ei ulotu alkeenien välittömään vähentämiseen.
litiumalumiinihydridin ymmärtäminen: tehokas pelkistysaine
Epäorgaanista yhdistettä Litiumalumiinihydridiä, joka tunnetaan myös nimellä LiAlH4, käytetään usein orgaanisessa synteesissä. Se tunnetaan vahvuuksistaan ominaisuuksiensa vuoksi, mikä tekee siitä reagenssin joillekin tieteellisille asiantuntijoille, kun heidän on vähennettävä tiettyjä käytännön kokoontumisia.
LAH on valmistettu litium- ja alumiinimolekyyleistä, jotka ovat kiinnittyneet vetyyn. Se pienentää voimakkaasti ainutlaatuisen rakenteensa ansiosta. Aldehydit ja ketonit, karbonyyliyhdisteet, soveltuvat erityisen hyvin sen alkoholin vähentämiseen. Se voi myös vähentää karboksyylihappoja, estereitä ja yllättäen joitain typpeä sisältäviä yhdisteitä.
Oli miten oli, mitä voidaan sanoa alkeeneista? Käydään lyhyesti läpi, mitä alkeenit ovat ja kuinka pelkistys tyypillisesti toimii näiden yhdisteiden kanssa, ennen kuin vastaamme tähän kysymykseen.
alkeenit ja pelkistys: mitä sinun tulee tietää
Tyydyttymättömät hiilivedyt, joissa on vähintään yksi hiili-hiili-kaksoissidos, tunnetaan alkeeneina. Nämä kaksinkertaiset sidokset ovat alkeenien elintärkeä elementti ja niillä on suuri osa niiden reaktiivisuudesta. Kun puhumme alkeenien pelkistämisestä, tarkoitamme tyypillisesti hiili-hiili-kaksoissidoksen tekemistä yksinkertaiseksi sidokseksi lisäämällä siihen vetyatomeja.
Tämä vuorovaikutus, joka tunnetaan nimellä hydraus, todella muuttaa alkeenin alkaaniksi. Se on yleinen reaktio orgaanisessa kemiassa ja sitä käytetään elintarviketuotannossa sekä öljynjalostuksessa.
Useimmissa tapauksissa katalyyttejä, kuten palladiumia tai platinaa, käytetään alkeenien hydraukseen vetykaasun läsnä ollessa. Siitä ei kuitenkaan pitäisi sanoa mitäänLitium-alumiinihydridi? Voisiko se jossain vaiheessa selittää tämän laskun?
litiumalumiinihydridiä ja alkeeneja koskeva harja
Tässä on hämmästyttävä totuus: Normaaleissa olosuhteissa litiumalumiinihydridi ei pelkistä alkeeneja. LAH ei lisää vetyä tehokkaasti alkeenien hiili-hiili-kaksoissidoksen läpi huolimatta sen vahvasta pelkistysvoimasta.
Ottaen huomioon LAH:n maineen tehokkaana pelkistysaineena, tämä saattaa vaikuttaa ristiriitaiselta. Mutta on tärkeää tietää, että erilaiset pelkistimet ovat tehokkaita erilaisille yhdisteille ja toimivat erilaisten mekanismien kautta.
Polaaristen sidosten, kuten karbonyyliyhdisteiden, pelkistyminen on kohta, jossa litiumalumiinihydridi loistaa kirkkaimmin. Alkeenien hiili-hiili-kaksoissidos on kuitenkin ei-polaarinen. LAH ei voi pelkistää tehokkaasti alkeeneja, mikä johtuu suurelta osin tästä polariteettierosta.
Siten siinä tapauksessa, että haluat vähentää alkeenia alkaaniksi, sinun on katsottava litiumalumiinihydridin ohi. Parempi vaihtoehto olisi katalyyttinen hydraus vetykaasulla ja metallikatalyytillä, kuten palladiumilla tai platinalla.
kun litiumalumiinihydridi loistaa: sen todelliset vahvuudet
Vaikka LAH ei ehkä ole paras reagenssi alkeenien pelkistämiseen, se on erinomainen monissa muissa pelkistysreaktioissa.
Tutustutaanpa joihinkin alueisiin, joissa litiumalumiinihydridi todella loistaa:
Karbonyylin pelkistys
LAH on erinomainen pelkistämään aldehydejä ja ketoneja primäärisiksi ja sekundäärisiksi alkoholeiksi, vastaavasti. Tämä tekee siitä korvaamattoman arvokkaan erilaisten alkoholia sisältävien yhdisteiden synteesissä.
Karboksyylihappojohdannaiset
Se voi pelkistää karboksyylihapot, esterit ja happokloridit primäärisiksi alkoholeiksi. Tämä on erityisen hyödyllistä monimutkaisten orgaanisten molekyylien synteesissä.
Nitriilin vähentäminen
LAH voi pelkistää nitriilit primäärisiksi amiineiksi, mikä on tärkeä muutos erilaisten lääkkeiden ja muiden typpeä sisältävien yhdisteiden tuotannossa.
Amidin pelkistys
Se voi pelkistää amidit amiineiksi, toinen arvokas muutos orgaanisessa synteesissä.
Nämä reaktiot osoittavat litiumalumiinihydridin todellisen voiman. Sen kyky vähentää monenlaisia funktionaalisia ryhmiä tekee siitä välttämättömän työkalun orgaanisten kemistien työkalupakkissa.
turvallisuusnäkökohdat litiumalumiinihydridin kanssa
Kun puhumme LAH:sta, sen käsittelyyn ja hyvinvointiin liittyviin seikkoihin viittaaminen on tärkeää. Litiumalumiinihydridi on erittäin herkkä yhdiste, ja se voi olla riskialtista, jos sitä ei hoideta asianmukaisesti.
LAH reagoi rajusti vedellä ja tuottaa palavaa vetykaasua. Se on myös pyroforinen, mikä tarkoittaa, että se voi syttyä odottamatta ilmassa. Tällä tavalla se tulisi käsitellä tyhjäkäynnillä, normaalisti käyttämällä kuivia, happittomia liuottimia ja typpi- tai argonympäristössä.
Noudata jatkuvasti laillisia turvallisuuskäytäntöjä työskennellessäsi LAH:n kanssa, muistaa käyttää asianmukaisia henkilökohtaisia puolustusvarusteita ja työskennellä hyvin tuuletetulla alueella tai savukuvulla.
johtopäätös
Kaiken kaikkiaan, vaikka litiumalumiinihydridi on vahva ja joustava vähentävä asiantuntija, se ei voi vähentää alkeeneja tyypillisissä olosuhteissa. Tästä rajoituksesta huolimatta sen merkitys orgaanisessa synteesissä ei kuitenkaan vähene. LAH on edelleen kiireellinen reagenssi vähentääkseen monia muita hyödyllisiä kokoontumisia.
Kaikkien orgaanisen kemian parissa työskentelevien on oltava tietoisia LAH-reagenssien ominaisuuksista ja rajoituksista. Sen avulla kemistit voivat valita sopivat välineet tiettyihin reaktioihin, mikä johtaa tuottavampiin ja onnistuneempiin synteeseihin.
Olitpa ala-opiskelija, joka ottaa selvää vähennysreaktioista, tai huolellisesti valmistautunut fyysikko, joka haluaa päivittää valmistettuja kurssejasi, tietäen milloin ja miten käyttääLitium-alumiinihydridisillä voi olla valtava vaikutus työhösi.
Muista, että tieteen alalla jokaisella reagenssilla on omat vahvuutensa ja puutteensa. Tärkeintä on osata käyttää näitä ominaisuuksia valmistamiesi tavoitteiden saavuttamiseksi onnistuneesti ja turvallisesti.
viittauksia
Smith, MB ja March, J. (2007). Maaliskuun edistynyt orgaaninen kemia: reaktiot, mekanismit ja rakenne. John Wiley & Sons.
Carey, FA ja Sundberg, RJ (2007). Kehittynyt orgaaninen kemia: Osa A: Rakenne ja mekanismit. Springer Science & Business Media.
Clayden, J., Greeves, N. ja Warren, S. (2012). Orgaaninen kemia. Oxford University Press.
Kürti, L., & Czakó, B. (2005). Nimettyjen reaktioiden strategiset sovellukset orgaanisessa synteesissä. Elsevier.
Wiberg, KB (1965). Hapetus orgaanisessa kemiassa. Akateeminen Lehdistö.