氢化铝
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- CAS号:
- 7784-21-6
- 英文名:
- Aluminium hydride
- 英文别名:
- alane;ALMINUMHYDRIDE;Aluminium hydride;Trihydridealuminum;Aluminum trihydride;aluminium trihydride;alpha-aluminum trihydride;aluMinuM hydride, alane, AlH3
- 中文名:
- 氢化铝
- 中文别名:
- 氢化铝;三氢化铝;Α-三氢化铝;Α-三氢化铝
- CBNumber:
- CB1851773
- 分子式:
- AlH3
- 分子量:
- 30.005358
- MOL File:
- 7784-21-6.mol
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氢化铝化学性质
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熔点:
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decomposes at 160℃ [HAW93]
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密度:
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1.45
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溶解度:
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reacts with H2O
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形态:
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colorless hexagonal crystals
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颜色:
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colorless hexagonal, hexane crystals, crystalline
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水溶解性:
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evolves H2 in H2O [HAW93]
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CAS 数据库:
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7784-21-6
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EPA化学物质信息:
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Aluminum trihydride (7784-21-6)
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氢化铝性质、用途与生产工艺
化学性质
氢化铝是一种聚合型氢化物。无色至白色六方晶系晶体。 对热不稳定。相对分子质量29.99。 加热到150~200℃时即分解,准确的分解温度因AlH3的生成条件而异。强还原剂。遇水及湿空气会产生爆炸反应而生成氢气。光照也可促使其分解。易溶于四氢呋喃和乙醚,在乙醚中的溶解度为0.2mol/l。在乙醇中既有一定的溶解性,又能与乙醇起反应并释放出氢气。国际大型试剂公司有销售,也可通过在乙醚溶液中三氯化铝与氢化铝锂反应制备。除掉氯化锂沉淀后得到的氢化铝乙醚溶液必须立刻使用,否则氢化铝在大约30min后会以包含乙醚的聚合状白色固体沉淀析出;也可将乙醚溶剂除掉,将固体用THF重新溶解。
化学反应
氢化铝是一种对多种官能团有效的还原试剂,能够将醛、缩醛、酮、醌、羧酸、酸酐、酰氯、酯和内酯还原为相应的醇,将酰胺、腈、肟和异氰酸酯还原为相应的胺。氢化铝对硝基化合物、硫化物、砜以及甲基苯磷酸盐无还原活性,但可以还原二硫化物和亚砜。
在酮的还原反应中,氢化铝具有与其它还原试剂不同的立体选择性。该特点在具有生物活性的甾族化合物的还原中尤为重要,在 α,β-不饱和酮还原为烯丙醇的反应中,氢化铝也能表现出特异的立体选择性。
在羧酸和酯的还原反应中,氢化铝较氢化铝锂的反应更快。但是,对于卤代烷烃的还原则比较惰性。因此,使用氢化铝可以有效地实现带卤素的羧酸和酯的选择性还原反应。氢化铝对硝基化合物也表现出惰性,因此可以实现带硝基的羧酸和酯的选择性还原反应。
在酰胺化合物还原为胺的反应中,通常存在有 C-O 键断裂和 C-N 键断裂的竞争反应。但是,使用氢化铝则可以选择性地实现 C-O 键的断裂,从而实现 α,β-不饱和酰胺向烯丙基胺化合物的转化。
用途
用作聚合催化剂;还原剂;制备氢化铝锂的原料,氢化铝是一种络合氢化物,具有极强的还原性,常用作有机合成中的还原剂,用于置换反应以制取其它元素的氢化物;本品还可用作氢源。
生产方法
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/m
3
。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、三氯化铝等都必须进一步提纯。使用的玻璃器具要用浓硝酸或者氢氟酸洗过之后,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。
主反应3LiAlH
4
+AlCl
3
→4AlH
3
+3LiCl
在干燥箱中,把32.3g三氯化铝(0.242mol)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。如果三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(0.743mol)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LiAlH
4
和AlCl
3
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AlCl
3
溶液在搅拌下加到冷的LiAlH
4
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 NaBH
4
(该NaBH
4
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NaBH
4
将未反应的AlCl
3
从AlH
3
的乙醚溶液中除去。LiBlH
4
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NaBH
4
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%)。
类别
遇水燃烧物品
爆炸物危险特性
遇水或湿气分解氢气即爆炸
可燃性危险特性
近氧气,热源和火焰分解氢气易燃; 接触氧化剂易燃
储运特性
库房通风低温干燥
灭火剂
干粉、泡沫、砂土、二氧化碳
职业标准
TWA 2 毫克 (铝)/立方米
氢化铝
上下游产品信息
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