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四氢铝锂 (LiAlH4、LAH)的特点及后处理方法? 1

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四氢铝锂(LiAlH4、LAH)是一种重要的复合氢化物,用于有机合成中作为还原剂。它是白色晶状固体,在干燥空气中相对稳定,但遇水即爆炸性分解。一般情况下,四氢铝锂呈多孔微晶粉末状,久贮后会变成灰色。它在潮湿空气中易分解,与水或醇反应会释放氢气并燃烧。四氢铝锂可溶于醚和四氢呋喃,应密封保存。

四氢铝锂对酯、羧酸和酰胺的还原具有重要作用。

在使用LiAlH4后需要进行后处理,以避免产生问题。

后处理方法如下:

1. 当产物为中性或酸性物质时,可以加水淬灭反应,然后用稀盐酸调节pH值小于3,并用溶剂进行萃取。

2. 当产物为碱性物质时,可以在低温搅拌下滴加等体积的水(例如1g LAH,加入1mL的水),然后滴加等体积的15% NaOH溶液。通常情况下,反应体系会形成砂状固体,易于过滤。如果产物极性较大,需要使用极性溶剂反复洗涤滤渣,甚至长时间浸泡滤渣。

3. 当产物为一二级胺且需要进一步进行Boc保护基时,可以加入大量水稀释反应产物,然后滴加Boc2O溶液,反应结束后进行萃取。

简易的后处理方法如下:

1. 加入微湿的硫酸钠固体(Na2SO4·10H2O),具体过程为:根据投料量估算剩余的LAH,将研磨碎的Na2SO4·10H2O分批加入0~5℃的反应体系中,待没有明显气体放出后,再滴加少量水并在室温下搅拌15分钟,以确保淬灭完全。由于加入了Na2SO4,固体分散度良好,易于过滤,不易包裹产物。

2. 将X克LAH加入X毫升水,再加入X毫升15% NaOH水溶液,然后加入3X毫升水,最后加入硫酸钠固体,搅拌后过滤。

3. 将LiAlH4悬浮在加有干冰的干燥四氢呋喃中,小心滴加乙酸乙酯,直到不再有明显起泡,充分搅拌。如果反应剧烈,应适当冷却。然后加水至氢气不再释放,体系呈雪白状,静置后加入硫酸镁并搅拌,最后进行过滤。

4. 文献中还报道了使用酒石酸钾钠水溶液进行后处理的方法。

同时,对于酯、羧酸和酰胺的还原,也会产生一些副产物。下面将介绍我在做过的项目和文献中发现的一些情况。

在四氢铝锂还原过程中,会产生一个名为化合物3的杂质,它能够将卤素脱掉。化合物2与化合物3的比例约为97.6:0.6。

羧酸还原时,会产生一个名为化合物6的杂质,同样会脱掉卤素。其含量约为3%。

在博士课题期间,我对紫罗兰酮型酰胺7进行了还原,发现化合物8与化合物9的比例可以达到1:1。在还原不饱和酰胺时,需要注意1,4加成(H)副产物的生成。

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