Fil-kimika organika, ir-reazzjonijiet ta 'tnaqqis għandhom rwol kruċjali fil-kostruzzjoni u l-modifika ta' bosta komposti. Wieħed mill-aġenti tat-tnaqqis l-aktar qawwija fis-suq huwa litju aluminju hydjeħlese(LAH). Huwa famuż għall-kapaċità tiegħu li jnaqqas it-taħlitiet li fihom il-karbonil bħal aldeidi, ketoni, esteri, u aċidi karbosiliċi mal-alkoħols li jqabblu tagħhom. Madankollu, huwa effettiv ukoll kontra l-amidi.
Iva, LAH jista 'jikkonverti amidi fl-amini korrispondenti tagħhom. Dan ir-rispons jinkludi t-tnaqqis tal-ġbir tal-karbonil fl-amide għal mazz amine. B'mod partikolari, LAH jikser ir-rabta C=O fl-amide, fl-aħħar jinbidel fuqu f'amina billi jiffamiljarizza l-idroġenu mal-karbonju karbonil. Dan ir-rispons huwa ta 'għajnuna profonda fix-xjenza naturali inġinerija, peress li tqis il-bidla ta' amidi, li ta 'spiss jintużaw bħala intermedji jew laqgħat prattiċi f'partiċelli kumplessi, f'amini, li għandhom ħafna applikazzjonijiet fix-xjenza tad-drogi u l-materjali.
Għalhekk, il-flessibbiltà ta 'LAH bħala speċjalista tat-tnaqqis hija wkoll eżemplari mill-kapaċità tagħha li verament tittratta l-amidi, u turi l-utilità espansiva tagħha f'unjoni naturali.
fehim tal-idrur tal-aluminju tal-litju: aġent li jnaqqas b'saħħtu
Mill-introduzzjoni tiegħu fl-1940, il-kompost inorganiku robust Lithium Aluminum Hydride (LAH), magħruf ukoll bħala AlLiH4, kellu impatt sinifikanti fuq il-qasam tas-sintesi organika. Minħabba l-proprjetajiet ta 'tnaqqis qawwi tiegħu, dan is-solidu abjad kristallin huwa reaġent estremament utli fil-laboratorji kimiċi. Aldeidi, ketoni, esteri, aċidi karbossiliċi, u amidi huma biss ftit mill-gruppi funzjonali li jistgħu jitnaqqsu għall-alkoħol jew amini tagħhom minn LAH. Ir-reattività u l-adattabilità għolja tagħha stabbilixxew LAH bħala apparat fundamentali fix-xjenza manifatturata, li tagħti s-setgħa lill-kontroll eżatt u l-produzzjoni ta 'atomi mħawda għal applikazzjonijiet differenti.
L-istruttura tal-LAH tikkonsisti minn [AlH iċċarġjat b'mod negattiv4]-jone bilanċjat minn Li iċċarġjat b'mod pożittiv+jone. Din il-kompożizzjoni unika tagħtiha l-abbiltà li tagħti joni tal-idrur (H-) għal diversi komposti organiċi.
Inaqqashom b'mod effettiv. Xi karatteristiċi ewlenin tal-Lithium Aluminum Hydride jinkludu:
Reattività għolja bl-ilma u bl-arja
Kapaċità qawwija ta 'tnaqqis
Versatilità fis-sintesi organika
Kapaċità li tnaqqas firxa wiesgħa ta 'gruppi funzjonali
Minħabba n-natura qawwija tiegħu, LAH huwa komunement użat biex inaqqas l-aċidi karbossiliċi, l-esteri, l-aldeidi u l-ketoni għall-alkoħol korrispondenti tagħhom. Imma xi ngħidu dwar l-amidi? Ejja nesploraw dan aktar.
l-isfida li jitnaqqsu l-amidi bl-idrur tal-aluminju tal-litju
L-amidi huma komposti organiċi li fihom grupp karbonil (C=O) marbut ma' atomu tan-nitroġenu. Huma magħrufa għall-istabbiltà u r-reżistenza tagħhom għat-tnaqqis, li jagħmluhom mira ta 'sfida għal ħafna aġenti tat-tnaqqis. Il-mistoqsija hija: jistaLitju Aluminju Idrurtegħleb din l-isfida?
It-tweġiba hija iva, iżda b'xi twissijiet. Lithium Aluminum Hydride huwa tabilħaqq kapaċi li jnaqqas l-amidi, iżda l-proċess huwa aktar kumpless milli ma 'gruppi funzjonali oħra. Hawn għaliex:
Saħħa tal-bond
Ir-rabta CN fl-amidi hija partikolarment b'saħħitha, u teħtieġ aktar enerġija biex tinkiser meta mqabbla ma 'komposti karboniliċi oħra.
Stabbilizzazzjoni tar-reżonanza
L-amidi jibbenefikaw mill-istabbilizzazzjoni tar-reżonanza, li tkompli żżid ir-reżistenza tagħhom għat-tnaqqis.
Kundizzjonijiet ta' reazzjoni
It-tnaqqis tal-amidi b'LAH ħafna drabi jeħtieġ kundizzjonijiet aktar qawwija, bħal temperaturi ogħla jew ħinijiet ta 'reazzjoni itwal.
Minkejja dawn l-isfidi, Lithium Aluminum Hydride jista 'effettivament inaqqas l-amidi għall-amini korrispondenti tagħhom. Ir-reazzjoni tipikament tipproċedi permezz tal-passi li ġejjin:
Attakk inizjali tal-idrur fuq il-karbonju tal-karbonil
Formazzjoni ta' kumpless intermedju
Tnaqqis ulterjuri biex tkisser il-bond CN
Formazzjoni tal-prodott amina finali
Ta 'min jinnota li t-tnaqqis ta' amidi b'LAH ħafna drabi huwa inqas sempliċi minn gruppi funzjonali oħra, u l-kimiċi għandhom jikkunsidraw bir-reqqa fatturi bħall-istruttura tas-sottostrat, kundizzjonijiet ta 'reazzjoni, u reazzjonijiet sekondarji potenzjali.
Konsiderazzjonijiet prattiċi u alternattivi għat-tnaqqis tal-amide
Filwaqt li l-Idrur tal-Aluminju tal-Lithium jista 'tabilħaqq inaqqas l-amidi, mhux dejjem huwa l-aktar għażla prattika jew effiċjenti.
Il-kimiċi spiss iqisu diversi fatturi meta jagħżlu aġent li jnaqqas għall-amidi:
Selettività
LAH huwa aġent li jnaqqas b'saħħtu li jista 'wkoll inaqqas gruppi funzjonali oħra preżenti fil-molekula.
Tħassib dwar is-sigurtà
Minħabba r-reattività għolja tiegħu ma 'l-ilma u l-arja, l-immaniġġjar ta' LAH jeħtieġ prekawzjonijiet ta 'sigurtà stretti.
Sfidi akbar
L-użu ta 'LAH fuq skali akbar jista' jkun problematiku minħabba n-natura eżotermika tiegħu u l-potenzjal għal reazzjonijiet runaway.
Konsiderazzjonijiet tal-ispejjeż
LAH jista' jkun aktar għali minn xi aġenti ta' tnaqqis alternattivi.
Minħabba dawn il-fatturi, il-kimiċi spiss jesploraw metodi alternattivi għat-tnaqqis tal-amidi. Xi alternattivi popolari jinkludu:
Borane (BH3) u d-derivattivi tagħha
Dawn il-komposti jistgħu effettivament inaqqsu l-amidi taħt kundizzjonijiet aktar ħfief.
Idroġenazzjoni katalitika
L-użu tal-gass tal-idroġenu b'katalizzatur tal-metall jista 'jnaqqas l-amidi b'mod selettiv.
Boroidrur tas-sodju (NaBH4)
Filwaqt li huwa inqas qawwi minn LAH, jista 'jkun effettiv għal ċertu tnaqqis ta' amide.
Riduzzjonijiet tal-metall li jdubu
Metodi bħat-tnaqqis Birch jistgħu jkunu utli għal sottostrati speċifiċi ta 'amide.
Is-sottostrat tal-amide speċifiku, il-preżenza ta 'gruppi funzjonali addizzjonali, u r-riżultat tar-reazzjoni mixtieqa kollha għandhom rwol fl-għażla tal-aġent li jnaqqas.
konklużjoni
Meta wieħed iqis kollox, filwaqt liLithium Aluminum Hydridejista bla dubju jnaqqas l-amidi, ġeneralment mhix l-aħjar għażla għal din il-bidla speċifika. Il-kapaċitajiet qawwija tiegħu li qed jonqsu jagħmluha apparat sinifikanti f'taħlita naturali, iżda l-fiżiċi għandhom iqisu b'kawtela l-vantaġġi u l-iżvantaġġi waqt li japplikawha għat-tnaqqis tal-amide. Il-kimiċi jkunu jistgħu jagħżlu l-aħjar strateġija għar-rekwiżiti sintetiċi partikolari tagħhom jekk ikunu konxji tar-reattività tal-LAH u jinvestigaw approċċi oħra.
Il-qasam tal-kimika organika qed ikompli jippreżenta sfidi eċċitanti u opportunitajiet għall-innovazzjoni, kemm jekk int student li qed titgħallem dwar reazzjonijiet ta’ tnaqqis jew kimiku b’esperjenza li qed tfittex li ttejjeb ir-rotta sintetika tiegħek. Il-kapaċità tal-Lithium Aluminum Hydride li jnaqqas l-amidi hija biss illustrazzjoni waħda tal-iskambju entrancing bejn il-kostruzzjoni kompost, ir-reattività u s-sistema ta 'inġinerija.
referenzi
Seyden-Penne, J. (1997). Tnaqqis mill-Alumino- u Borohydrides fis-Sinteżi Organika. Wiley-VCH.
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Kimika Organika. Oxford University Press.
Carey, FA, & Sundberg, RJ (2007). Kimika Organika Avvanzata: Parti B: Reazzjoni u Sinteżi. Springer.
Kürti, L., & Czakó, B. (2005). Applikazzjonijiet Strateġiċi ta 'Reazzjonijiet Ismijiet fis-Sinteżi Organika. Stampa Akkademika Elsevier.
Smith, MB, & March, J. (2007). Il-Kimika Organika Avvanzata ta' Marzu: Reazzjonijiet, Mekkaniżmi, u Struttura. John Wiley & Sons.