Anhidridă acetică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Anhidridă acetică
Formula structurala
Model 3D al moleculei
Numele IUPAC
oxid de etanoil
Denumiri alternative
oxid de acetil
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută C 4 H 6 O 3
Masa moleculară ( u ) 102.09
Aspect lichid incolor
numar CAS 108-24-7
Numărul EINECS 203-564-8
PubChem 7918
ZÂMBETE
CC(=O)OC(=O)C
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 1,08
Solubilitate în apă reacție violentă
Temperatură de topire −73 ° C (200 K)
Temperatura de fierbere 138 ° C (411 K)
Presiunea de vapori ( Pa ) la 293 K. 400
Proprietăți termochimice
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) −624,4
Informații de siguranță
Punct de flacără 49 ° C (322 K)
Limite de explozie 2 - 10,2% vol.
Temperatură de autoaprindere 330 ° C (603 K)
Simboluri de pericol chimic
coroziv inflamabil iritant
Fraze H226 - 302 - 331 - 314 - 335
Sfaturi P 210 - 260 - 280 - 303 + 361 + 353 - 305 + 351 + 338 - 312 [1]

Anhidrida acetică este o anhidridă organică, obținută prin condensarea a două molecule de acid acetic . Similar cu anhidridele anorganice, prin reacția cu apa formează acidul corespunzător.

La temperatura camerei este un lichid incolor cu miros iritant, care trebuie manipulat cu o atenție deosebită.

Anhidrida acetică este sintetizată cu randamente de reacție bune prin reacția clorurii de acetil cu acetat de sodiu [2] [3]

Industrial, este generat în cantități mari prin procesul Tennessee Eastman , o variantă a procesului Monsanto .

Reacționează rapid cu apă pentru a da acid acetic, cu alcooli pentru a da esteri acetați corespunzători și cu aminele pentru a da acetamidele corespunzătoare.

Structură și proprietăți

Anhidrida acetică, la fel ca majoritatea anhidridelor acide, este o moleculă flexibilă cu o structură non-plană. [4] Conexiunea sistemului pi prin oxigenul central oferă o stabilizare de rezonanță foarte slabă comparativ cu repulsia dipol-dipol dintre cele două carboniloxilene. Barierele energetice la rotația legăturii dintre fiecare dintre conformațiile non-plane optime sunt destul de scăzute. [5]

La fel ca majoritatea anhidridelor acide, atomul de carbonil carbon al anhidridului acetic are un caracter electrofil , deoarece grupul care părăsește este carboxilatul . Asimetria internă poate contribui la electrofilicitatea puternică a anhidridului acetic, deoarece geometria asimetrică face ca o parte a carbonului carbonil să fie mai reactivă decât cealaltă și, astfel, tinde să consolideze electropozitivitatea unui atom de carbonil carbonic pe o parte. Acest lucru este evident din diagrama densității electronilor.

Producție

Anhidrida acetică a fost sintetizată pentru prima dată în 1852 de chimistul francez Charles Frédéric Gerhardt (1816-1856) prin încălzirea acetatului de potasiu cu clorură de benzoil . [6]

Anhidrida acetică este produsă prin carbonilarea acetatului de metil : [7]

Procesul de anhidridă acetică din Tennessee Eastman implică transformarea acetatului de metil în iodură de metil și o sare acetat. Carbonilarea iodurii de metil produce la rândul ei iodură de acetil , care reacționează cu sărurile de acetat sau acid acetic pentru a da produsul. Clorura de rodiu în prezența iodurii de litiu este utilizată ca catalizator . Deoarece anhidrida acetică nu este stabilă în apă, conversia se efectuează în condiții anhidre.

Într - o măsură descrescătoare, anhidrida acetică este de asemenea preparat prin reacția cetenă (etenone) cu acid acetic la temperatura de 45-55 ° C și presiune scăzută (0,05-0,2 bar), cu un rezultat de -63 AH kJ / mol. [8]

Calea de la acid acetic la anhidridă acetică prin cetenă a fost dezvoltată de Wacker Chemie în 1922, când cererea de anhidridă acetică a crescut datorită producției de acetat de celuloză. [9] când cererea de anhidridă acetică a crescut datorită producției de acetat de celuloză .

Datorită costului redus, anhidrida acetică este de obicei cumpărată, nepregătită, pentru utilizare în laboratoarele de cercetare.

Reacții

Anhidrida acetică este un reactiv versatil pentru acetilări, introducerea grupărilor acetil pe substraturi organice. [10] În aceste conversii, anhidrida acetică este văzută ca o sursă de CH3CO +.

Acetilarea alcoolilor și aminelor

Alcoolii și aminele sunt ușor acetilate. [11] De exemplu, reacția anhidridului acetic cu etanol produce acetat de etil:

Adesea se adaugă o bază, cum ar fi piridina, pentru a funcționa ca un catalizator. În aplicații specializate, sărurile de acid scandium Lewis s-au dovedit a fi catalizatori eficienți. [12]

Acetilarea inelelor aromatice

Inelele aromatice sunt acetilate cu anhidridă acetică. Catalizatorii acizi sunt de obicei folosiți pentru a accelera reacția. Caracteristicile sunt conversiile de benzen în acetofenonă și ferocen în acetilferrocen : [13] și ferocen în acetilferrocen: [14]

Prepararea altor anhidride acide

Acizii dicarboxilici sunt transformați în anhidride după tratamentul cu anhidridă acetică. [15] Este, de asemenea, utilizat pentru prepararea anhidridelor mixte, cum ar fi cea cu acid azotic, azotat de azotat .

Precursorul diacetatelor geminale

Aldehidele reacționează cu anhidridă acetică în prezența unui catalizator acid pentru a da diacetați geminali. [16] O cale industrială anterioară către acetat de vinil a implicat diacetat de etiliden intermediar, diacetatul geminal fabricat din acetaldehidă și anhidridă acetică: [17]

Hidroliză

Anhidrida acetică se dizolvă în apă la aproximativ 2,6% din greutate. [18] Soluțiile apoase au stabilitate limitată, deoarece, la fel ca majoritatea anhidridelor acide, hidrolizele anhidridei acetice produc acizi carboxilici. În acest caz, se formează acid acetic, deoarece acest produs de reacție este complet miscibil în apă: [19]

Aplicații

După cum se indică prin chimia sa organică, anhidrida acetică este utilizată în principal pentru acetilări, ducând la materiale semnificative din punct de vedere comercial. Cea mai mare aplicație a sa este transformarea celulozei în acetat de celuloză, care este o componentă a filmului fotografic și a altor materiale acoperite și este utilizată la fabricarea filtrelor pentru țigări. În mod similar, este utilizat în producția de aspirină (acid acetilsalicilic), care se prepară prin acetilarea acidului salicilic . [20] Este, de asemenea, utilizat ca conservant pentru lemn prin impregnarea cu autoclavă pentru a face lemnul mai durabil.

În industria amidonului, anhidrida acetică este un compus obișnuit de acetilare, utilizat pentru producerea amidonului modificat (E1414, E1420, E1422)

Datorită utilizării sale pentru sinteza heroinei prin diacetilare cu morfină , anhidrida acetică este listată ca un precursor al listei DEA SUA II și restricționată în multe alte țări. [21]

Siguranță

Anhidrida acetică este un lichid iritant și combustibil. Datorită reactivității sale față de apă, spuma alcoolică sau dioxidul de carbon sunt preferate pentru stingerea flăcărilor. [22] Vaporii de anhidridă acetică sunt dăunători. [23]

Notă

  1. ^ foaie informativă despre substanță pe IFA-GESTIS Arhivat 16 octombrie 2019 la Arhiva Internet .
  2. ^ (EN) Regina Zibuck, Enciclopedia reactivilor pentru sinteza organică , John Wiley & Sons, Ltd., 15 aprilie 2001, pp. ra008, DOI : 10.1002 / 047084289x.ra008 , ISBN 978-0-471-93623-7 . Adus la 17 noiembrie 2019 .
  3. ^ Vogel, Arthur I. (Arthur Israel), Manualul lui Vogel de chimie organică practică, inclusiv analiza organică calitativă. , Ediția a 4-a, Longman, 1978, p. 499, ISBN 0-582-44250-8 ,OCLC 3016740 . Adus la 17 noiembrie 2019 .
  4. ^ RW Seidel, R. Goddard, N. Nöthling și CW Lehmann, Anhidridă acetică la 100 K: prima determinare a structurii cristaline , în Acta Crystallographica Secțiunea C , vol. 72, nr. 10, 2016, pp. 753-757, DOI : 10.1107 / S2053229616015047 .
  5. ^ Guang Wu, C. Van Alsenoy, HJ Geise, E. Sluyts, BJ Van Der Veken, IF Șișkov și Khristenko, anhidridă acetică în faza gazoasă, studiată prin difracție electronică și spectroscopie în infraroșu, suplimentată cu calcule inițiale ab geometrie și forță Fields , în Jurnalul de chimie fizică A , vol. 104, nr. 7, 2000, pp. 1576-1587, DOI : 10.1021 / jp993131z .
  6. ^ Charles Gerhardt (1852) „Recherches sur les acides organques anhydres” (Investigații asupra anhidridelor acizilor organici), Comptes rendus ..., 34 : 755-758.
  7. ^ JR Zoeller, VH Agreda, SL Cook, NL Lafferty, SW Polichnowski și DM Pond, Eastman Chemical Company Acetic Anhydride Process , în Catal. Astăzi , vol. 13, n. 1, 1992, pp. 73–91, DOI : 10.1016 / 0920-5861 (92) 80188-S .
  8. ^ Hans-Jürgen Arpe, Industrielle organische Chemie: Bedeutende vor- und Zwischenprodukte , 6th, Weinheim, Wiley-VCH, 11 ianuarie 2007, pp. 200-1, ISBN 3-527-31540-3 . .
  9. ^ Repere din istoria WACKER , Wacker Chemie AG. Adus 27-08-2009 . .
  10. ^ Anhidridele acide , în Înțelegerea chimiei . Adus 25-03-2006 . .
  11. ^ Bassam Z. Shakhashiri, Acetic Acetic & Acetic Anhydride , în Science is Fun ... , Departamentul de Chimie, Universitatea din Wisconsin. Adus la 25 martie 2006 (arhivat din original la 3 martie 2006) . .
  12. ^ (EN) Sinteze organice , vol. 77, DOI : 10.15227 / orgsyn.077.0045 , http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=V77P0045 .
  13. ^ Roger Adams și CR Noller "p-Bromoacetophenone" Org. Sintetizator. 1925, voi. 5, p. 17. DOI : 10.15227 / orgsyn.005.0017
  14. ^ Douglass F. Taber, Cromatografie pe coloane: Pregătirea ferocenului acetilic , Departamentul de Chimie și Biochimie, Universitatea din Delaware. Accesat la 27 august 2009. Arhivat din original la 2 mai 2009 . .
  15. ^ BH Nicolet și JA Bender "Anhidridă 3-nitroftalică" Org. Sintetizator. 1927, voi. 7, 74. DOI : 10.15227 / orgsyn.007.0074
  16. ^ RT Bertz "Furfuryl Diacetate" Org. Sintetizator. 1953, 33, 39. DOI : 10.15227 / orgsyn.033.0039
  17. ^ G. Roscher "Vinyl Esters" în Ullmann's Encyclopedia of Chemical Technology , 2007 John Wiley & Sons: New York. DOI : 10.1002 / 14356007.a27_419
  18. ^ Anhidridă acetică: Întrebări frecvente ( PDF ), British Petroleum. Adus la 3 mai 2006 (arhivat din original la 11 octombrie 2007) . .
  19. ^ Anhidridă acetică: Fișa tehnică de securitate a materialelor (PDF) ( PDF ), Celanese. Adus la 3 mai 2006 (arhivat din original la 27 septembrie 2007) . .
  20. ^ Șablon: SIDS-ref .
  21. ^ ONU interceptează heroina chimică a talibanilor în victoria afgană rară , Bloomberg . Adus pe 7 octombrie 2008 . .
  22. ^ Fișe tehnice , în Centrul internațional de informații privind securitatea și sănătatea în muncă . Adus 13.04.2006 .
  23. ^ NIOSH , în Ghidul de buzunar al pericolelor chimice . Adus la 13 aprilie 2006 ( arhivat la 22 aprilie 2006) .

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4153053-6
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei