酸酐
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酸酐是具有两个酰基键合于同一氧原子上的有机化合物。[1] 稱為“酐”的原因因為它是由兩個羧酸脫水而成。若两侧酰基由同种羧酸衍生而来则称为对称酸酐，分子式可表达为：(RC(O))2O。对称酸酐命名取决于相应羧酸命名，即词缀“酸”改为“酸酐”。[2] 因此(CH3CO)2O称为：“乙酸酐”（或醋酸酐、醋酐）。混合酸酐（或不对称酸酐）以两侧酰基分别对应的羧酸命名，如：甲酸乙酸酐。
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[编辑] 重要的酸酐
[编辑] 非羧酸衍生酸酐
- 其他有机酸衍生酸酐：酸酐的其中一个或两个酰基还可由非羧基有机酸衍生，如有机磺酸或有机磷酸。
- 无机酸衍生酸酐：酸酐中任意一个酰基还可衍生自无机酸，如：磷酸。混合酸酐1,3-二磷酸甘油酸，其为通过糖酵解形成ATP过程中的中间体，[4]是3－磷酸甘油酸和磷酸形成的混合酸酐。
[编辑] 制备
酸酐在工业中可通过不同的方法合成。
- 乙酸酐主要通过乙酸甲酯的羰基化合成。[5]
- 马来酸酐在工业中主要通过苯或丁烷的氧化反应制备。
- 酸酐的实验室制法主要通过相应羧酸的脱水反应制备，具体的方法取决于羧酸底物，五氧化二磷是该反应的通用脱水剂：
- 2 CH3COOH + P4O10 → CH3C(O)OC(O)CH3 + "(HO)2P4O9"
- 酰氯也是制备酸酐的重要前体：[6]
- CH3C(O)Cl + HCO2Na → HCO2COCH3 + NaCl
- 具有乙酰基的混合酸酐可通过烯酮合成：
- RCO2H + H2C=C=O → RCO2C(O)CH3
[编辑] 反应
酸酐是活性酰基的主要来源，其相关反应与酰卤之反应类似。当酸酐与含活泼氢的底物反应时，可得到等当量的酰化产物与羧酸副产物：
- RC(O)OC(O)R + HY → RC(O)Y + RCO2H
其中：HY=HOR（醇），HNR'2=（氨，伯或仲胺），芳香环（参见傅－克酰化反应）
酸酐的亲电性弱于酰卤，且酸酐每次反应只可传递一分子酰基于底物，原子效率相对较低。乙酸酐价格低廉，使其仍作为酰化反应的常用试剂。
[编辑] 硫类似物
硫原子可替代酸酐当中的任何氧原子，包括羰基双键氧原子和羰基之间连接的氧原子。当硫原子替代羰基氧原子时，将酰基用括号封闭防止歧义发生， [2] 如：（硫代乙酸）酐（CH3C(S)OC(S)CH3）。当硫原子替代桥接氧原子时，得到的化合物称为硫代酸酐，[2] 如：乙酰硫醚((CH3C(O))2S)。
[编辑] 二酸酐
二酸酐是一个分子内具有两个酸酐官能团的化合物。它们主要用于合成聚酰亚胺、聚酯或聚酰胺。
[编辑] 聚酸酐
聚酸酐是由酸酐键连接聚合物骨架内重复单元的一类聚合物。 酰氯与羧酸钠盐作用会转化为酸酐，这是制备混合酸酐的重要方法。
[编辑] 参考文献
- ^ （英文）國際純粹與應用化學聯合會．"acid anhydrides"．化学术语总目录 在线版本．
- ^ 2.0 2.1 2.2 Template:BlueBookRef
- ^ Heimo Held, Alfred Rengstl, Dieter Mayer "Acetic Anhydride and Mixed Fatty Acid Anhydrides" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_065
- ^ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
- ^ Zoeller, J. R.; Agreda, V. H.; Cook, S. L.; Lafferty, N. L.; Polichnowski, S. W.; Pond, D. M. "Eastman Chemical Company Acetic Anhydride Process" Catalysis Today (1992), volume 13, pp.73-91. doi:10.1016/0920-5861(92)80188-S
- ^ Lewis I. Krimen (1988). "Acetic Formic Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 8.
http://www.chemguide.co.uk/organicprops/anhydrides/background.html
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