Литијум алуминијум хидрид(ЛАХ) је јак специјалиста за смањење, похваљен због своје широке реактивности у природним наукама. Упркос својим ограничењима, он ефикасно претвара естре, карбоксилне киселине и алдехиде у алкохоле. На пример, ЛАХ је у великој мери недовољан за специфичне смеше као што су алкани и аромати, којима су потребна корисна окупљања подложна да би се смањила. Поред тога, јаке групе које повлаче електроне спречавају ЛАХ да редукује карбонилна једињења. Разумевање ових ограничења је кључно за надоградњу одговора и избор одговарајућих реагенаса. У овом опсежном помоћнику, ми ћемо копати у ове императиве и препознати супстанце на које ЛАХ не утиче, помажући физичарима да изаберу информисане изборе у својим пројектованим покушајима.
Разумевање литијум алуминијум хидрида: кратак преглед
Пре него што уђемо у то шта не реагује са литијум алуминијум хидридом, хајде да укратко прегледамо шта је ово једињење и како се обично понаша у хемијским реакцијама.
Литијум алуминијум хидрид, са хемијском формулом ЛиАлХ4, је јак редукциони агенс који се обично користи у органској синтези. Посебно је ефикасан у редукцији карбонилних једињења, као што су алдехиди и кетони, у алкохоле. ЛАХ такође може да смањи карбоксилне киселине, естре, па чак и неке троструке везе угљеник-азот.
Реактивност ЛАХ произилази из његове способности да преноси хидридне јоне (Х-) до центара са недостатком електрона у органским молекулима. Овај трансфер често доводи до смањења функционалних група, што ЛАХ чини реагенсом за многе органске хемичаре.
|
|
|
Функционалне групе и једињења отпорна на ЛАХ
ДокЛитијум алуминијум хидрид(ЛАХ) је моћан специјалиста за смањење, не показује раширену реактивност. Чињеница да су нека једињења и функционалне групе отпорне на ЛАХ реакције наглашава потребу за пажљивим планирањем у синтетици. Због стабилних двоструких и троструких веза алкена и алкина, ЛАХ обично не успева да их смањи. Штавише, интензивира се као скуп нитроа и пероксиди су редовно инертни у условима ЛАХ. Разумевање ових изузетака је од суштинског значаја за научнике да заиста планирају пројектоване курсеве и дешифрују резултате одговора. Опажање када ће ЛАХ радити или неће помоћи у избору правог реагенса за постизање жељених промена једињења.
Ево неких кључних функционалних група и једињења која обично не реагују са литијум алуминијум хидридом:
Алкани и Алкени
Засићени и незасићени угљоводоници без поларних функционалних група су генерално нереактивни према ЛАХ. Недостатак центара са недостатком електрона у овим молекулима значи да нема места за пренос хидрида.
01
Ароматична једињења
Стабилност ароматичних прстенова чини их отпорним на редукцију ЛАХ. Бензен и његови деривати, на пример, остају непромењени када су изложени овом редукционом агенсу.
02
Етхерс
Једноставни етри, као што су диетил етар или тетрахидрофуран (ТХФ), често се користе као растварачи за ЛАХ реакције јер не реагују са једињењем.
03
Алцохолс
Док ЛАХ може редуковати алдехиде и кетоне у алкохоле, он не редукује даље алкохоле у алкане у нормалним условима.
04
Амине
Примарни, секундарни и терцијарни амини су генерално нереактивни према ЛАХ. Међутим, вреди напоменути да ЛАХ може смањити одређене амин оксиде.
05
Фактори који утичу на ЛАХ реактивност и изузеци од правила
Иако горња листа пружа општи водич, важно је напоменути да реактивност понекад може зависити од специфичних услова или молекуларних структура. Хајде да истражимо неке факторе који могу утицати на реактивност ЛАХ-а и размотрити неке изузетке од општих правила:
Стериц Хиндранце
У неким случајевима, стерична препрека може спречитиЛитијум алуминијум хидридод реаговања са иначе редуцивим групама. На пример, високо отежани кетони или естри могу показати смањену реактивност или чак потпуну отпорност на смањење ЛАХ.
Услови реакције
Растварач, температура и време реакције могу утицати на реактивност ЛАХ. У неким случајевима, промена ових услова може омогућити ЛАХ-у да смањи типично нереактивне групе. На пример, док су алкохоли генерално нереактивни, продужено излагање ЛАХ на повишеним температурама понекад може довести до даљег смањења.
Структурална разматрања
Укупна структура молекула понекад може довести до неочекиване реактивности. На пример, док су једноставни етри типично нереактивни, одређени циклични етри могу бити подвргнути реакцијама отварања прстена са ЛАХ под одређеним условима.
Конкурентне реакције
У молекулима са више функционалних група, присуство високо реактивне групе може довести до неочекиваних резултата. На пример, док су амини генерално нереактивни, молекул који садржи и амин и редуцибилну групу (као што је кетон) може бити подвргнут делимичној или потпуној редукцији.
Разумевање ових нијанси је кључно за хемичаре који раде са сложеним органским молекулима. Увек је препоручљиво узети у обзир целокупну молекуларну структуру и услове реакције када се предвиђа реактивност ЛАХ-а.
Практичне импликације и алтернативни редукциони агенси
Знајући шта не реагујеЛитијум алуминијум хидридје једнако важно као и разумевање његових могућности смањења. Ово знање омогућава хемичарима да:
- Дизајнирајте ефикасније синтетичке руте
- Заштитити одређене функционалне групе током реакција редукције
- Изаберите одговарајуће раствараче за ЛАХ реакције
- Предвидите потенцијалне нежељене реакције или неочекиване исходе
Када се ЛАХ покаже неефикасним или неприкладним, хемичари имају на располагању неколико алтернативних редукционих агенаса. Неке уобичајене алтернативе укључују:
Натријум борохидрид (НаБХ4)
Блаже редукционо средство које се често користи за редукције карбонила
01
Диизобутилалуминијум хидрид (ДИБАЛ-Х)
Корисно за селективне редукције естара у алдехиде
02
Гас водоник са металним катализатором
Ефикасан за смањење алкена и алкина
03
Редукције метала за растварање (нпр. редукција брезе)
Корисно за смањење ароматичних једињења
04
Свака од ових алтернатива има свој скуп реактивних и нереактивних функционалних група, што омогућава хемичарима да прилагоде свој избор редукционог агенса специфичним синтетичким потребама.
Закључак
Литијум алуминијум хидридје моћно средство у арсеналу органских хемичара, али није без својих ограничења. Разумевање шта не реагује са ЛАХ је кључно за ефикасно синтетичко планирање и анализу реакције. Од нереактивних алкана и ароматичних једињења до типично отпорних етара и амина, ово знање помаже хемичарима да се крећу кроз комплексан пејзаж органских реакција.
Запамтите, иако су општа правила од помоћи, изузеци се могу појавити на основу специфичних молекуларних структура, услова реакције и конкурентских функционалности. Увек узмите у обзир цео молекуларни контекст када предвиђате реактивност.
Било да сте студент који учи органску хемију или искусан истраживач који помера границе синтезе, темељно разумевање ЛАХ-ових могућности и ограничења добро ће вам послужити у вашим хемијским подухватима.
Референце
Смитх, МБ, & Марцх, Ј. (2007). Мартовска напредна органска хемија: реакције, механизми и структура. Јохн Вилеи & Сонс.
Цареи, ФА, & Сундберг, РЈ (2007). Напредна органска хемија: Део Б: Реакција и синтеза. Спрингер Сциенце & Бусинесс Медиа.
Цлаиден, Ј., Греевес, Н., & Варрен, С. (2012). Органиц Цхемистри. Окфорд Университи Пресс.
Курти, Л., & Цзако, Б. (2005). Стратешке примене именованих реакција у органској синтези. Елсевиер.
Волхардт, КПЦ, & Сцхоре, НЕ (2014). Органска хемија: структура и функција. ВХ Фрееман анд Цомпани.