Ангидрид органической кислоты представляет собой ангидрид кислоты , который также является органическим соединением . Ангидрид кислоты – это соединение, имеющее две ацильные группы, связанные с одним и тем же атомом кислорода . [1] Распространенным типом ангидрида органической кислоты является ангидрид карбоновой кислоты , где исходной кислотой является карбоновая кислота , формула ангидрида: (RC(O)) 2 O. Симметричные ангидриды кислот этого типа называются путем замены слово кислота в названии исходной карбоновой кислоты словом ангидрид . [2] Таким образом, (CH 3 CO) 2 O называется уксусным ангидридом. Известны смешанные (или несимметричные ) ангидриды кислот, такие как уксусно-муравьиный ангидрид (см. ниже), при которых реакция происходит между двумя разными карбоновыми кислотами. В номенклатуре несимметричных ангидридов кислот перед словом «ангидрид» указаны названия обеих прореагировавших карбоновых кислот (например, реакция дегидратации между бензойной кислотой и пропановой кислотой приведет к образованию «бензойно-пропанового ангидрида»). [3]
Одна или обе ацильные группы ангидрида кислоты также могут быть получены из другого типа органической кислоты , такой как сульфоновая кислота или фосфоновая кислота . Одна из ацильных групп ангидрида кислоты может быть получена из неорганической кислоты, такой как фосфорная кислота . Смешанный ангидрид 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты , промежуточный продукт в образовании АТФ посредством гликолиза , [4] представляет собой смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновой кислоты и фосфорной кислоты . Кислотные оксиды также классифицируются как ангидриды кислот.
Номенклатура ангидридов органических кислот образована от названий входящих в их состав карбоновых кислот. В симметричных ангидридах кислот используется только префикс исходной карбоновой кислоты и добавляется суффикс «ангидрид». Для большинства несимметричных ангидридов кислот, также называемых смешанными ангидридами, перед суффиксом указываются префиксы обеих прореагировавших кислот, например бензойно-пропановый ангидрид. [5]
Ангидриды органических кислот получают в промышленности различными способами. Уксусный ангидрид в основном получают карбонилированием метилацетата . [6] Малеиновый ангидрид получают окислением бензола или бутана . Лабораторные маршруты подчеркивают обезвоживание соответствующих кислот. Условия варьируются от кислоты к кислоте, но пятиокись фосфора является распространенным дегидратирующим агентом :
Хлорангидриды также являются эффективными предшественниками: [7]
Из кетена получают смешанные ангидриды, содержащие ацетильную группу :
Ангидриды кислот являются источником реакционноспособных ацильных групп, а их реакции и применение напоминают реакции ацилгалогенидов . В реакциях с протонными субстратами образуются равные количества ацилированного продукта и карбоновой кислоты:
для HY = HOR (спирты), HNR' 2 (аммиак, первичные, вторичные амины), ароматическое кольцо (см. ацилирование Фриделя-Крафтса ).
Ангидриды кислот имеют тенденцию быть менее электрофильными, чем ацилхлориды , и на молекулу ангидрида кислоты переносится только одна ацильная группа, что приводит к более низкой эффективности атома . Однако низкая стоимость уксусного ангидрида делает его обычным выбором для реакций ацетилирования .
.svg/1280px-Maleic_anhydride_(vertical).svg.png){kind=small}
Уксусный ангидрид является основным промышленным химикатом, широко используемым для получения ацетатных эфиров, например ацетата целлюлозы . Малеиновый ангидрид является предшественником различных смол путем сополимеризации со стиролом . Малеиновый ангидрид является диенофилом в реакции Дильса-Альдера . [8]
Диангидриды — молекулы, содержащие две кислотные ангидридные функции, используются для синтеза полиимидов , а иногда и полиэфиров [9] и полиамидов . [10] Примеры диангидридов: пиромеллитовый диангидрид (ПМДА), 3,3', 4,4'-диангидрид оксидифталевой кислоты (ОДПА), 3,3', 4,4'-диангидрид тетракарбоновой кислоты бензофенона (БТДА) , 4,4' -дифталевый (гексафторизопропилиден) ангидрид (6FDA), диангидрид бензохинонтетракарбоновой кислоты , диангидрид этилентетракарбоновой кислоты . Полиангидриды представляют собой класс полимеров , характеризующихся ангидридными связями, которые соединяют повторяющиеся звенья основной цепи полимера .
Натуральные продукты, содержащие ангидриды кислот, были выделены из животных, бактерий и грибов. [11] [12] [13] Примеры включают кантаридин из видов жуков-нарывников, включая шпанскую мушку , Lytta vesicatoria и таутомицин из бактерии Streptomyces spiroverticillatus . Семейство малеидридов грибковых вторичных метаболитов, обладающих широким спектром антибиотической и противогрибковой активности, представляет собой алициклические соединения с функциональными группами малеинового ангидрида. [14] Ряд белков у прокариот [15] и эукариотов [16] подвергаются спонтанному расщеплению между аминокислотными остатками аспарагиновой кислоты и пролина через промежуточный ангидрид кислоты. В некоторых случаях ангидрид может затем реагировать с нуклеофилами других клеточных компонентов, например, на поверхности бактерии Neisseria meningitidis или с белками, локализованными поблизости. [17]
Имиды представляют собой родственные по структуре аналоги, в которых мостиковый кислород заменен азотом. Они аналогичным образом образуются при конденсации дикарбоновых кислот с аммиаком. Замена всех атомов кислорода на азот дает имидины — редкую функциональную группу, очень склонную к гидролизу.
Сера может замещать кислород либо в карбонильной группе, либо в мостике. В первом случае название ацильной группы заключено в круглые скобки во избежание двусмысленности названия, [2] например, (тиоуксусный) ангидрид (CH 3 C(S)OC(S)CH 3 ). Когда две ацильные группы присоединяются к одному и тому же атому серы, образующееся соединение называется тиоангидридом, [2] например, уксусным тиоангидридом ((CH 3 C(O)) 2 S).
