Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Ангидрид» перенаправляется сюда. Для неорганических ангидридов см. Кислый оксид .
Типичный пример ангидрида карбоновой кислоты с функциональной группой, отмеченной синим цветом.

Кислоты ангидрид органический [ править ] представляет собой ангидрид кислоты , который представляет собой органическое соединение . Ангидрид кислоты - это соединение, которое имеет две ацильные группы, связанные с одним и тем же атомом кислорода . [1] Обычным типом ангидрида органической кислоты является ангидрид карбоновой кислоты , где исходной кислотой является карбоновая кислота , формула ангидрида (RC (O)) 2 O. Симметричные ангидриды кислоты этого типа названы заменой слово кислота в названии исходной карбоновой кислоты словом ангидрид . [2]Таким образом, (CH 3 CO) 2 O называется уксусным ангидридом. Смешанные (или несимметричные) ангидриды кислот, такие как ангидрид уксусной муравьиной кислоты (см. Ниже), известны, в результате чего реакция происходит между двумя различными карбоновыми кислотами. В номенклатуре несимметричных ангидридов кислот перечисляются названия обеих прореагировавших карбоновых кислот перед словом «ангидрид» (например, реакция дегидратации между бензойной кислотой и пропановой кислотой даст «бензойный пропановый ангидрид»). [3]

Одна или обе ацильные группы ангидрида кислоты также могут быть производными другого типа органической кислоты , такой как сульфоновая кислота или фосфоновая кислота . Одна из ацильных групп ангидрида кислоты может быть производной неорганической кислоты, такой как фосфорная кислота . Смешанный ангидрид 1,3-bisphosphoglyceric кислота , промежуточный продукт в образовании АТФ через гликолиз , [4] это смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновую кислоту и фосфорную кислоту . Кислотные оксиды также классифицируются как ангидриды кислот.

Подготовка [ править ]

Ангидриды органических кислот получают в промышленности различными способами. Уксусный ангидрид в основном производится с помощью карбонилирования из метилацетата . [5] Малеиновый ангидрид получают при окислении бензола или бутана . Лабораторные методы подчеркивают обезвоживание соответствующих кислот. Условия варьируются от кислоты к кислоте, но пятиокись фосфора является обычным дегидратирующим агентом :

2 CH 3 COOH + P 4 O 10 → CH 3 C (O) OC (O) CH 3 + «P 4 O 9 (OH) 2 »

Кислотные хлориды также являются эффективными прекурсорами: [6]

CH 3 C (O) Cl + HCO 2 Na → HCO 2 COCH 3 + NaCl

Смешанные ангидриды, содержащие ацетильную группу, получают из кетена :

RCO 2 H + H 2 C = C = O → RCO 2 C (O) CH 3

Реакции [ править ]

Кислотные ангидриды являются источником реакционноспособных ацильных групп, и их реакции и использование напоминают реакции ацилгалогенидов . В реакциях с протонными субстратами реакции дают равные количества ацилированного продукта и карбоновой кислоты:

RC (O) OC (O) R + HY → RC (O) Y + RCO 2 H

для HY = HOR (спирты), HNR ' 2 (аммиак, первичные, вторичные амины), ароматическое кольцо (см. ацилирование Фриделя-Крафтса ).

Кислотные ангидриды имеют тенденцию быть менее электрофильными, чем ацилхлориды , и только одна ацильная группа переносится на молекулу кислотного ангидрида, что приводит к более низкой атомной эффективности . Однако низкая стоимость уксусного ангидрида делает его обычным выбором для реакций ацетилирования .

Применение и появление ангидридов кислот [ править ]

  • Иллюстративные ангидриды кислот

  • Уксусный ангидрид производится в больших масштабах для многих применений.

  • Диангидрид нафталинтетракарбоновой кислоты , строительный блок для сложных органических соединений, является примером диангидрида.

  • Малеиновый ангидрид - это циклический ангидрид, широко используемый для изготовления промышленных покрытий.

  • АТФ в протонированной форме представляет собой ангидрид, полученный из фосфорной кислоты .

  • «Смешанный ангидрид» 1,3-бисфосфоглицериновая кислота широко встречается в метаболических путях.

  • 3'-Фосфоаденозин-5'- фосфосульфат (PAPS) представляет собой смешанный ангидрид серной и фосфорной кислот и является наиболее распространенным коферментом в реакциях биологического переноса сульфата.

Уксусный ангидрид является основным промышленным химическим веществом, широко используемым для получения сложных эфиров ацетата, например ацетата целлюлозы . Малеиновый ангидрид является предшественником различных смол путем сополимеризации со стиролом . Малеиновый ангидрид является диенофилом в реакции Дильса-Альдера . [7]

Диангидриды, молекулы, содержащие две функции ангидрида кислоты, используются для синтеза полиимидов, а иногда и сложных полиэфиров и полиамидов . Примеры диангидридов: пиромеллитовый диангидрид (PMDA), 3,3 ', 4,4' - оксидифталевый диангидрид (ODPA), 3,3 ', 4,4'-бензофенонтетракарбоновой диангидрид (BTDA), 4,4'-дифталевый ( гексафторизопропилидна) ангидрид (6FDA), benzoquinonetetracarboxylic диангидрид , ethylenetetracarboxylic диангидрид . Полиангидриды представляют собой класс полимеров, характеризующихся ангидридными связями, которые соединяют повторяющиеся звенья основной цепи полимера .

Натуральные продукты, содержащие ангидриды кислот, были изолированы от животных, бактерий и грибов. [8] [9] [10] Примеры включают кантаридин из видов жуков-пузырей, включая испанскую муху , Lytta vesicatoria , и тавтомицин из бактерии Streptomyces spiroverticillatus . Семейство малеидридных вторичных метаболитов грибов, которые обладают широким спектром антибиотической и противогрибковой активности, представляют собой алициклические соединения с функциональными группами малеинового ангидрида. [11]

Аналоги серы [ править ]

Сера может замещать кислород либо в карбонильной группе, либо в мостике. В первом случае название ацильной группы заключено в круглые скобки, чтобы избежать двусмысленности в названии, [2] например, (тиоуксусный) ангидрид (CH 3 C (S) OC (S) CH 3 ). Когда две ацильные группы присоединены к одному и тому же атому серы, полученное соединение называется тиоангидридом, [2] например, уксусным тиоангидридом ((CH 3 C (O)) 2 S).

См. Также [ править ]

  • Базовый ангидрид

Ссылки [ править ]

  1. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « ангидриды кислот ». DOI : 10,1351 / goldbook.A00072
  2. ^ a b c Panico R, Powell WH, Richer JC, ред. (1993). «Рекомендация Р-5.7.7» . Руководство по номенклатуре органических соединений ИЮПАК . ИЮПАК / Blackwell Science . С. 123–25. ISBN 0-632-03488-2.
  3. ^ https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Anhydrides/Nomenclature_of_Anhydrides
  4. ^ Нельсон, DL; Кокс, М.М. "Ленингер, принципы биохимии", 3-е изд. Стоит опубликовать : Нью-Йорк, 2000. ISBN 1-57259-153-6 . 
  5. ^ Zoeller, JR; Agreda, VH; Cook, SL; Лафферти, Нидерланды; Полихновский, SW; Pond, DM "Процесс уксусного ангидрида компании Eastman Chemical" Catalysis Today (1992), том 13, стр.73-91. DOI : 10.1016 / 0920-5861 (92) 80188-S ,
  6. ^ Льюис И. Кримен (1988). «Ангидрид уксусной муравьиной кислоты» . Органический синтез .; Сборник , 6 , с. 8
  7. ^ Heimo Held, Альфред Rengstl, Дитер Майер «уксусный ангидрид и смешанные жирные кислотыангидриды кислот» Энциклопедия Ульмана промышленной химии 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a01_065
  8. ^ Салим, Мухаммад; Хуссейн, Хидаят; Ахмед, Иштиак; Дрегер, Зигфрид; Шульц, Барбара; Мейер, Катрин; Штайнерт, Майкл; Пескителли, Дженнаро; Куртан, Тибор; Флёрке, Ульрих; Крон, Карстен (февраль 2011 г.). «Вибурспиран, противогрибковый член октадридного класса натуральных продуктов малеинового ангидрида». Европейский журнал органической химии . 2011 (4): 808–812. DOI : 10.1002 / ejoc.201001324 .
  9. ^ Хан, Чунгуан; Фурукава, Хироюки; Томура, Томохико; Фудо, Рёске; Кайда, Кеничи; Чой, Бонг-Гын; Имокава, Гэндзи; Одзика, Макото (24 апреля 2015 г.). «Биоактивные малеиновые ангидриды и родственные диациды из водного гифомицета Tricladium castaneicola». Журнал натуральных продуктов . 78 (4): 639–644. DOI : 10.1021 / np500773s . PMID 25875311 . 
  10. ^ Слышал, Дэвид М .; Тайлер, Эмир Р .; Кокс, Рассел Дж .; Симпсон, Томас Дж .; Уиллис, Кристин Л. (3 января 2020 г.). «Структурные и синтетические исследования малеинового ангидрида и родственных дикислотных природных продуктов» (PDF) . Тетраэдр . 76 (1): 130717. DOI : 10.1016 / j.tet.2019.130717 .
  11. ^ Чен, Сяолун; Чжэн, Юго; Шэнь, Иньчу (май 2007 г.). «Натуральные продукты со структурой малеинового ангидрида: нонадриды, таутомицин, хетомелловый ангидрид и другие соединения». Химические обзоры . 107 (5): 1777–1830. DOI : 10.1021 / cr050029r . PMID 17439289 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Введение ангидридов кислот