Ангидриды карбоновых кислот

Ангидриды карбоновых кислот — соединения общей формулы R¹CO−O−COR², в которых две ацильных группы присоединены к одному и тому же атому кислорода[1]. В зависимости от природы ацильных групп ангидриды могут быть «простыми» (R¹ = R², например, уксусный ангидрид (CH₃CO)₂O, смешанными (различные ацильные остатки) или циклическими (R¹ и R² являются частями одной молекулы)[2].

Общая структурная формула ангидридов карбоновых кислот

Муравьиный ангидрид с формулой H−CO−O−CO−H (C₂H₂O₃) в свободном виде не существует.

Ангидриды формально можно рассматривать как продукт конденсации двух групп −COOH:

{\ce {RCOOH + R'COOH -> RC(O)OC(O)R' + H2O}}

Синтез

Некоторые циклические ангидриды, например, фталевый ангидрид, образуются при нагревании соответствующих кислот. В случае синтеза ангидридов из алифатических кислот используют дегидратирующие агенты — в частности, фосфорный ангидрид при синтезе уксусного ангидрида из уксусной кислоты:

{\ce {2 CH3COOH + P4O10 -> (CH3CO)2O + P4O9(OH)2}}

либо карбодиимиды, которые реагируют с карбоновыми кислотами с образованием О-ацилизомочевин — высокореакционноспособных соединений, способных ацилировать карбоновые кислоты:

{\ce {R-N=C=N-R + R'COOH -> R-NH-C(=NR)OC(O)R'}}

{\ce {R-NH-C(=NR)OC(O)R' + R'COOH -> (R'CO)2O + R-NH-C(O)NH-R}}

В большинстве случаев ангидриды синтезируют ацилированием карбоновых кислот либо их солей. Так, например, ацилированием формиата натрия формилфторидом может быть получен неустойчивый ангидрид муравьиной кислоты[3]:

{\ce {HCOONa + HCOF -> (HCO)2O + NaF}}

При ацилировании карбоновых кислот в лабораторной практике в качестве ацилирующих агентов обычно используют комплексы галогенангидридов карбоновых кислот с пиридином[4] либо кетены, формально являющиеся внутренними ангидридами карбоновых кислот:

{\ce {RCOOH + R'CH=C=O -> RC(O)OC(O)R'}}

Ацилирование уксусной кислоты кетеном является промышленным методом синтеза уксусного ангидрида.

Реакционная способность

Ангидриды являются ацилирующими агентами и реагируют с различными нуклеофилами:

{\ce {(RCO)2O + NuH -> RCONu + RCOOH}}

образуя сложные эфиры (Nu = OR), амиды (Nu = NR¹R²), гидразиды (Nu = HNNR¹R²) и т. п.

См. также

Хлорангидриды карбоновых кислот

Примечания

acid anhydrides // IUPAC Gold Book.
cyclic acid anhydrides (cyclic anhydrides) // IUPAC Gold Book.
George A. Olah, Yashwant D. Vankar; Massoud Arvanaghi; Jean Sommer (1979), Formic Anhydride. Angewandte Chemie Int. Ed. Engl., volume 18, issue 8, page 614. doi:10.1002/anie.197906141.
ACID ANHYDRIDES (англ.) // Organic Syntheses : journal. — 1946. — Vol. 26. — P. 1. — ISSN 2333-3553. — doi:10.15227/orgsyn.026.0001.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] ydrides // IUPAC Gold Book.

[2] yclic acid anhydrides (cyclic anhydrides) // IUPAC Gold Book.

[3] George A. Olah, Yashwant D. Vankar; Massoud Arvanaghi; Jean Sommer (1979), Formic Anhydride. Angewandte Chemie Int. Ed. Engl., volume 18, issue 8, page 614. doi:10.1002/anie.197906141.

[4] ACID ANHYDRIDES (англ.) // Organic Syntheses : journal. — 1946. — Vol. 26. — P. 1. — ISSN 2333-3553. — doi:10.15227/orgsyn.026.0001.