Un anhídrido de ácido orgánico [ cita requerida ] es un anhídrido de ácido que es un compuesto orgánico . Un anhídrido de ácido es un compuesto que tiene dos grupos acilo unidos al mismo átomo de oxígeno . [1] Un tipo común de anhídrido de ácido orgánico es un anhídrido carboxílico , donde el ácido original es un ácido carboxílico , la fórmula del anhídrido es (RC (O)) 2 O. Los anhídridos de ácido simétricos de este tipo se nombran reemplazando el palabra ácido en el nombre del ácido carboxílico de origen por la palabra anhídrido . [2]Por tanto, el (CH 3 CO) 2 O se denomina anhídrido acético. Se conocen anhídridos de ácido mixtos (o asimétricos), tales como anhídrido fórmico acético (véase más adelante), por lo que se produce la reacción entre dos ácidos carboxílicos diferentes. La nomenclatura de los anhídridos de ácido asimétricos enumera los nombres de ambos ácidos carboxílicos reaccionados antes de la palabra "anhídrido" (por ejemplo, la reacción de deshidratación entre el ácido benzoico y el ácido propanoico produciría "anhídrido propanoico benzoico"). [3]
Uno o ambos grupos acilo de un anhídrido de ácido también pueden derivarse de otro tipo de ácido orgánico , tal como ácido sulfónico o un ácido fosfónico . Uno de los grupos acilo de un anhídrido de ácido puede derivarse de un ácido inorgánico como el ácido fosfórico . El anhídrido mixto ácido 1,3-bisfosfoglicérico , un intermedio en la formación de ATP a través de la glucólisis , [4] es el anhídrido mixto de ácido 3-fosfoglicérico y ácido fosfórico . Los óxidos ácidos también se clasifican como anhídridos ácidos.
Preparación
Los anhídridos de ácidos orgánicos se preparan en la industria por diversos medios. El anhídrido acético se produce principalmente por carbonilación de acetato de metilo . [5] El anhídrido maleico se produce por oxidación de benceno o butano . Las rutas de laboratorio enfatizan la deshidratación de los ácidos correspondientes. Las condiciones varían de un ácido a otro, pero el pentóxido de fósforo es un agente deshidratante común :
- 2 CH 3 COOH + P 4 O 10 → CH 3 C (O) OC (O) CH 3 + "P 4 O 9 (OH) 2 "
Los cloruros de ácido también son precursores eficaces: [6]
- CH 3 C (O) Cl + HCO 2 Na → HCO 2 COCH 3 + NaCl
Los anhídridos mixtos que contienen el grupo acetilo se preparan a partir de cetena :
- RCO 2 H + H 2 C = C = O → RCO 2 C (O) CH 3
Reacciones
Los anhídridos de ácido son una fuente de grupos acilo reactivos, y sus reacciones y usos se parecen a los de los haluros de acilo . En reacciones con sustratos próticos, las reacciones producen cantidades iguales de producto acilado y ácido carboxílico:
- RC (O) OC (O) R + HY → RC (O) Y + RCO 2 H
para HY = HOR (alcoholes), HNR ' 2 (amoniaco, aminas primarias, secundarias), anillo aromático (ver acilación de Friedel-Crafts ).
Los anhídridos de ácido tienden a ser menos electrofílicos que los cloruros de acilo , y solo se transfiere un grupo acilo por molécula de anhídrido de ácido, lo que conduce a una menor eficiencia del átomo . Sin embargo, el bajo costo del anhídrido acético lo convierte en una opción común para las reacciones de acetilación .
Aplicaciones y aparición de anhídridos de ácido.
El anhídrido acético se produce a gran escala para muchas aplicaciones.
El dianhídrido naftalenotetracarboxílico , un bloque de construcción para compuestos orgánicos complejos, es un ejemplo de un dianhídrido.
El anhídrido maleico es un anhídrido cíclico, ampliamente utilizado para fabricar revestimientos industriales.
El ATP en su forma protonada es un anhídrido derivado del ácido fosfórico .
El ácido 1,3-bisfosfoglicérico "anhídrido mixto" se encuentra ampliamente en las vías metabólicas.
La 3'-fosfoadenosina-5'-fosfosulfato (PAPS) es un anhídrido mixto de ácidos sulfúrico y fosfórico y es la coenzima más común en las reacciones biológicas de transferencia de sulfato.
El anhídrido acético es una sustancia química industrial importante ampliamente utilizada para preparar ésteres de acetato, por ejemplo, acetato de celulosa . El anhídrido maleico es el precursor de varias resinas por copolimerización con estireno . El anhídrido maleico es un dienófilo en la reacción de Diels-Alder . [7]
Los dianhídridos, moléculas que contienen dos funciones de anhídrido de ácido, se utilizan para sintetizar poliimidas y, a veces, poliésteres y poliamidas . Ejemplos de dianhídridos: dianhídrido piromelítico (PMDA), 3,3 ', 4,4' - dianhídrido oxidiftalico (ODPA), 3,3 ', 4,4'-benzofenona dianhídrido tetracarboxílico (BTDA), 4,4'-diftálico ( hexafluoroisopropilideno) anhídrido (6FDA), dianhídrido benzoquinonetetracarboxylic , dianhídrido ethylenetetracarboxylic . Los polianhídridos son una clase de polímeros caracterizados por enlaces de anhídrido que conectan unidades repetidas de la cadena principal del polímero .
Se han aislado productos naturales que contienen anhídridos de ácido de animales, bacterias y hongos. [8] [9] [10] Los ejemplos incluyen cantaridina de especies de escarabajos ampolla, incluida la mosca española , Lytta vesicatoria , y tautomicina , de la bacteria Streptomyces spiroverticillatus . La familia maleidride de metabolitos secundarios de hongos, que poseen una amplia gama de actividad antibiótica y antifúngica, son compuestos alicíclicos con grupos funcionales de anhídrido maleico. [11]
Análogos
Nitrógeno
Las imidas son análogos estructuralmente relacionados, en los que el oxígeno que forma el puente se reemplaza por nitrógeno. De manera similar, se forman mediante la condensación de ácidos dicarboxílicos con amoníaco. El reemplazo de todos los átomos de oxígeno por nitrógeno da imidinas , que son un grupo funcional raro que es muy propenso a la hidrólisis.
Azufre
El azufre puede reemplazar al oxígeno, ya sea en el grupo carbonilo o en el puente. En el primer caso, el nombre del grupo acilo se incluye entre paréntesis para evitar ambigüedad en el nombre, [2] por ejemplo, anhídrido (tioacético) (CH 3 C (S) OC (S) CH 3 ). Cuando dos grupos acilo están unidos al mismo átomo de azufre, el compuesto resultante se denomina tioanhídrido, [2] por ejemplo, tioanhídrido acético ((CH 3 C (O)) 2 S).
Ver también
- Anhídrido base
- Peróxido de benzoilo : estructuralmente similar pero químicamente muy diferente
Referencias
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enlaces externos
- Introducción de anhídridos de ácido