Litium aluminium hidrida

Litium aluminium hidrida, umumnya disingkat sebagai LAH, adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus kimia LiAlH4. Senyawa ini disintesis oleh Finholt, Bond dan Schlesinger pada tahun 1947. Senyawa ini digunakan sebagai agen pereduksi dalam sintesis organik, khususnya untuk mereduksi ester, asam karboksilat, dan amida. Padatannya sangat berbahaya, reaktif terhadap air, melepaskan gas hidrogen (H2).

Sifat, struktur, preparasi

Sifat 

LAH adalah suatu bubuk tak berwarna, namun sampel komersial biasanya berwarna abu-abu akibat kontaminasi. Material ini dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dari dietil eter. Pemurnian skala besar mempekerjakan ekstraktor Soxhlet. Umumnya, material abu-abu tidak murni digunakan dalam sintesis, karena pengotor tidak berbahaya dan dapat dengan mudah dipisahkan dari produk organik. Material bubuk murni adalah piroforik, tetapi bukan merupakan kristal yang besar. Beberapa material komersial mengandung minyak mineral untuk menghambat reaksi dengan kelembaban atmosfer, tetapi lebih sering dikemas dalam karung plastik kedap-kelembaban.

LAH bereaksi dahsyat dengan air, termasuk kelembaban atmosfer. Reaksi berlangsung menurut persamaan ideal berikut:
LiAlH4 + 4 H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Reaksi ini memberikan metode yang berguna untuk menghasilkan hidrogen dalam laboratorium. Sampel yang berumur, terpapar dengan udara sering tampak putih karena mereka telah menyerap cukup kelembaban untuk menghasilkan campuran senyawa putih litium hidroksida serta aluminium hidroksida.

Struktur 

LAH membentuk kristal dalam grup ruang monoklinik P21/c. Satuan sel kristal ini memiliki dimensi: a = 4.82, b = 7.81, dan c = 7.92 Å, α = γ=90° dan β=112°. Dalam strukturnya, pusat Li+ dikelilingi oleh lima  tetrahedra. Pusat Li+ terikat pada satu atom hidrogen dari setiap tetrahedra di sekelilingnya membentuk suatu penataan bipiramida. Pada tekanan tinggi (>2.2 GPa) suatu transisi fase mungkin terjadi membentuk β-LAH.

Preparasi 
LAH pertama kali dibuat dari reaksi antara litium hidrida (LiH) serta aluminium klorida:
4 LiH + AlCl3 → LiAlH4 + 3 LiCl

Selain metode ini, sintesis industri memerlukan persiapan awal natrium aluminium hidrida dari unsur-unsurnya di bawah tekanan dan suhu tinggi:
Na + Al + 2 H2 → NaAlH4

LiAlH4 kemudian disiapkan dari reaksi metatesis garam menurut persamaan reaksi:
NaAlH4 + LiCl → LiAlH4 + NaCl

yang berlangsung dalam rendemen tinggi dari LAH. LiCl dihilangkan dengan filtrasi dari larutan eter dari LAH, dengan pengendapan selanjutnya dari LAH untuk menghasilkan produk yang mengandung sekitar 1% w/w LiCl.

Aplikasi

Kimia organik 
Litium aluminium hidrida digunakan secara luas dalam kimia organik sebagai agen pereduksi. Senyawa ini lebih kuat dibandingkan pereaksi kimia terkait natrium borohidrida karena memiliki ikatan Al-H yang lebih lemah dibandingkan ikatan B-H. Seringkali sebagai larutan dalam dietil eter serta diikuti dengan pemeriksaan asam, senyawa ini akan mengkonversi ester, asam karboksilat, asil klorida, aldehida, serta keton menjadi alkohol yang sesuai (lihat: reduksi karbonil). Demikian pula, ia mengubah senyawa amida, nitro, nitril, imina, oksima, dan azida menjadi amina (lihat: reduksi amida). Ia mereduksi kation amonium kuaterner menjadi amina tersier yang sesuai. Reaktivitasnya dapat diatur dengan mengganti gugus hidrida dengan gugus alkoksi. Meskipun menangani masalah yang terkait dengan reaktivitas, ia digunakan bahkan pada industri skala kecil, meskipun untuk reduksi skala besar, pereaksi terkait, natrium bis(2-metoksietoksi)aluminium hidrida lebih sering digunakan.

LAH umum digunakan dalam mereduksi ester dan asam karboksilat menjadi alkohol primer; sebelum munculnya LiAlH4 konversi tersebut sangat sulit dengan melibatkan logam natrium dalam etanol mendidih (reduksi Bouveault-Blanc). Aldehida dan keton juga dapat direduksi menjadi alkohol dengan LAH, namun hal ini biasanya dilakukan dengan menggunakan pereaksi ringan seperti NaBH4; keton tak jenuh-α,β direduksi menjadi alkohol alilik. Ketika epoksida direduksi dengan LAH, pereaksi menyerang ujung epoksida yang kurang terhalang, biasanya menghasilkan alkohol sekunder atau tersier. Epoksisikloheksana direduksi untuk memberikan alkohol aksial secara istimewa.

Reduksi parsial dari asam klorida untuk memberikan produk aldehida yang sesuai tidak bisa dilakukan melalui LAH, karena yang terakhir mereduksi semua jalur menjadi alkohol primer. Sebaliknya, yang lebih lembut seperti litium aluminium tri(t-butoksi)hidrida, yang bereaksi secara signifikan lebih cepat dengan asam klorida dibandingkan dengan aldehida, harus digunakan. Misalnya, ketika asam isovalerat diperlakukan dengan tionil klorida untuk memberikan isovaleroil klorida, ia kemudian dapat direduksi melalui tri litium aluminium(t-butoksi)hidrida untuk memberikan isovaleraldehida dengan rendemen 65%.

Litium aluminium hidrida juga mereduksi alkil halida menjadi alkana. Alkil iodida bereaksi tercepat, diikuti oleh alkil bromida dan kemudian alkil klorida. Halida primer adalah yang paling reaktif diikuti oleh halida sekunder. Halida tersier bereaksi hanya dalam kasus-kasus tertentu.

Litium aluminium hidrida tidak mereduksi alkena atau senyawa aromatik sederhana. Alkuna direduksi hanya jika gugus alkohol di dekatnya.

Kimia anorganik 
LAH secara luas digunakan untuk mempersiapkan hidrida golongan utama dan logam transisi dari halida logam yang sesuai. Misalnya, natrium hidrida (NaH) dapat dibuat dari natrium klorida (NaCl) melalui reaksi berikut:

LiAlH4 + 4 NaCl → 4 NaH + LiCl + AlCl3

LAH juga bereaksi dengan banyak ligan anorganik untuk membentuk kompleks terkoordinasi alumina terkait dengan ion litium.

LiAlH4 + 4NH3 → Li[Al(NH2)4] + 4H2

Lihat pula 

 Hidrida
 Natrium borohidrida
 Natrium hidrida

Referensi

Bacaan lebih lanjut

Pranala luar 

Hidrida
Reduktor