酸酐[註 1](英語:Organic acid anhydride;法語:Anhydride d'acide),是具有兩個酰基鍵合於同一氧原子上的有機化合物[2]

酸酐通式

稱為「酐」的原因因為它是由兩個羧酸脫水而成。若兩側酰基由同種羧酸衍生而來則稱為對稱酸酐,分子式可表達為:(RC(O))2O。對稱酸酐命名取決於相應羧酸命名,即詞綴「酸」改為「酸酐」。[3] 因此(CH3CO)2O稱為:「乙酸酐」(或醋酸酐、醋酐)。混合酸酐(或不對稱酸酐)以兩側酰基分別對應的羧酸命名,如:甲酸乙酸酐。低級酸酐遇水水解,但高級酸酐不溶於水。

反應

酸酐是活性酰基的主要來源,其相關反應與酰鹵之反應類似。當酸酐與含活潑氫的底物反應時,可得到等當量的酰化產物與羧酸副產物:

RC(O)OC(O)R + HY → RC(O)Y + RCO2H

其中:HY可以是HOR(),HNR'2=(,伯或仲胺),芳香環

酸酐跟格氏試劑反應與酸跟格氏試劑的反應類似,但反應時酸酐的一部分被浪費掉了,所以一般不用於製備反應。但二元酸的酸酐則不存在浪費的問題,可以與格氏試劑反應製備酮酸。

酸酐的親電性弱於酰鹵,且酸酐每次反應只可傳遞一分子酰基於底物,原子效率相對較低。乙酸酐價格低廉,使其仍作為酰化反應的常用試劑。

製備

酸酐在工業中可通過不同的方法合成。

2 CH3COOH + P4O10CH3C(O)OC(O)CH3 + "(HO)2P4O9"
  • 酰氯也是製備酸酐的重要前體:[5]
CH3C(O)Cl + HCO2Na → HCO2COCH3 + NaCl
  • 具有乙酰基的混合酸酐可通過烯酮合成:
RCO2H + H2C=C=O → RCO2C(O)CH3

內酸酐

多酸酐

重要的酸酐

其他

非羧酸衍生酸酐

硫類似物

原子可替代酸酐當中的任何氧原子,包括羰基雙鍵氧原子和羰基之間連接的氧原子。當硫原子替代羰基氧原子時,將酰基用括號封閉防止歧義發生, [3] 如:(硫代乙酸)酐(CH3C(S)OC(S)CH3)。當硫原子替代橋接氧原子時,得到的化合物稱為硫代酸酐,[3] 如:乙酰硫醚((CH3C(O))2S)。

註解

  1. ^ 「酐」,拼音gān注音ㄍㄢ,音同「甘」[1]

參考文獻

  1. ^ 教育部異體字字典「酐」. [2018-04-23]. (原始內容存檔於2022-11-29). 
  2. ^ 國際純化學和應用化學聯合會化學術語概略,第二版。(金皮書)(1997)。在線校正版: (2006–) "acid anhydrides"。doi:10.1351/goldbook.A00072
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Panico, R.; Powell, W. H.; Richer, J. C. (編). Recommendation R-5.7.7. A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds. IUPAC/Blackwell Science. 1993: 123–25. ISBN 0-632-03488-2. 
  4. ^ 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
  5. ^ Lewis I. Krimen (1988). "Acetic Formic Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 8. 
  6. ^ Polypeptide Nanomaterials 1–4. Soft Matter and Biomaterials on the Nanoscale: World Scientific. 2020: 115–180. Bibcode:2020smb3.book..115K. 
  7. ^ 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
  8. ^ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 978-1-57259-153-0.