Přeskočit na obsah

Acetanhydrid

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Acetanhydrid
Vzhled
Vzhled
Struktura
Struktura
Obecné
Systematický názevAnhydrid kyseliny octové
Ostatní názvyAcetanhydrid
Sumární vzorecC4H6O3
VzhledPrůhledná kapalina
Identifikace
Registrační číslo CAS108-24-7
Vlastnosti
Molární hmotnost102,09 g/mol
Teplota tání−73,1 °C (200,0 K)
Teplota varu139,8 °C (413 K)
Hustota1,082 g/cm3
Index lomu1,390 1
Rozpustnost ve vodě2,6 g/100 ml
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
[1]
Nebezpečí[1]
R-větyR10 R20/22 R34
S-věty(S1/2) S26 S36/37/39 S45
NFPA 704
2
2
1
W
Teplota vzplanutí49 °C
Teplota vznícení316 °C
Meze výbušnosti2,7–10,3 %
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Acetanhydrid (též anhydrid kyseliny octové, systematicky anhydrid kyseliny ethanové) je organická sloučenina se vzorcem (CH3CO)2O, známá také pod zkratkou Ac2O. jedná se o nejjednodušší izolovatelný anhydrid karboxylové kyseliny, s širokým využitím v organických syntézách. Je to čirá kapalina vyznačující se silným zápachem po kyselině octové, kterou tvoří při reakci se vzdušnou vlhkostí.

Struktura a vlastnosti

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid je flexibilní molekulou, jejíž struktura není planární.[2] Rezonanční posun elektronů pí vazeb přes centrální atom kyslíku má jen malý vliv na stabilitu struktury oproti dipólové interakci mezi dvěma karbonylovými kyslíky. Rozdíly v energiích mezi nejvýhodnějšími možnostmi prostorového uspořádání jsou rovněž nízké.[3]

Jako u většiny anhydridů i zde platí, že karbonylový atom uhlíku má elektrofilní charakter a odstupující skupinou je karboxylát. Na vysokou elektrofilitu má vliv asymetrická prostorová struktura.

Výroba

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid poprvé syntetizoval v roce 1852 francouzský chemik Charles Frédéric Gerhardt zahříváním octanu draselného s benzoylchloridem.[4] Nukleofilní acylová substituce chloridu kyseliny karboxylátovým aniontem je typický způsob přípravy anhydridů obecně.[5]

Průmyslově se vyrábí reakcí oxidu uhelnatého s methylesterem kyseliny octové,[6] dle rovnice:

CO + CH3CO2CH3 —LiI, RhI3→ (CH3CO)2O

Tato reakce probíhá za katalýzy jodidem lithným a jodidem rhoditým.

Lze jej rovněž vyrobit reakcí ketenu s kyselinou octovou při teplotě 45–55 °C a nízkém tlaku (0,05–0,2 bar). Tento způsob byl vyvinut v roce 1922 firmou Wacker Chemie v reakci na rostoucí poptávku acetanhydridu pro výrobu acetátu celulózy.[7]

Díky nízké ceně není acetanhydrid běžně v laboratořích připravován.

Reakce

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid je vhodným činidlem pro acetylaci, tedy navázání acetylové skupiny na organické substráty. V těchto reakcích figuruje jako zdroj CH3CO+.

Acetylace alkoholů a aminů

[editovat | editovat zdroj]

Alkoholy lze acetylovat snadno,[8] reakce probíhá dle obecné rovnice

za vzniku esterů kyseliny octové a kyseliny octové. Katalyzátorem je často báze, např. pyridin, pro specializované aplikace se využívají skandiové soli jakožto Lewisovy kyseliny.[9] Obdobná je reakce s aminy.

Acetylace aromatických kruhů

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid rovněž acetyluje aromatická jádra, obvykle za katalýzy kyselinami. Mezi názorné reakce patří acetylace benzenu na acetofenon[10] a ferrocenu na acetylferrocen:[11]

  • (C5H5)2Fe + (CH3CO)2O → (C5H5)Fe(C5H4COCH3) + CH3CO2H

Příprava dalších anhydridů

[editovat | editovat zdroj]

Dikarboxylové kyseliny tvoří po reakci s acetanhydridem příslušné anhydridy.[12] Lze tak připravit i směsné anhydridy, např. acetyl-nitrát reakcí s kyselinou dusičnou.

Hydrolýza

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid se pouze omezeně rozpouští ve vodě, protože s ní reaguje, a lze tedy dosáhnout maximální koncentrace přibližně 2,6 gramů ve 100 mililitrech vody;[13] stabilita vodných roztoku je omezená, protože sloučenina reaguje na produkt volně mísitelný s vodou:[14]

(CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH

Aby se předešlo znehodnocení acetanhydridu vzdušnou vlhkostí, je nutné jej skladovat ve vzduchotěsných ampulích a po otevření se musí rychle spotřebovat.

Využití

[editovat | editovat zdroj]
Německy popsaná láhev acetanhydridu

Acetanhydrid se využívá zejména na acetylaci průmyslově významných chemických surovin. Nejrozšířenějším použitím je převádění celulózy na acetát celulózy, který je součástí fotografického filmu, jiných potažených materiálů a cigaretových filtrů. Acetylací kyseliny salicylové vzniká kyselina kyselina acetylsalicylová, známá pod obchodními názvy aspirin či acylpyrin. V autoklávu lze acetanhydrid využít k napuštění a následné acetylaci dřeva za účelem zvýšení jeho odolnosti.[15] V potravinářství je běžným acetylačním činidlem při výrobě modifikovaných škrobů (E1414, E1420, E1422).

Rovněž se používá při výrobě heroinu (diacetylmorfinu) z morfia.

Právní postavení

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid lze využít k acetylaci morfinu na heroin (diacetylmorfin). Z tohoto důvodu je na seznamu regulovaných látek americké DEA, a v mnoha dalších zemích je jeho prodej omezen.[16][17]

Bezpečnost

[editovat | editovat zdroj]

Acetanhydrid je dráždivou a hořlavou kapalinou, způsobuje závažné poleptání kůže a má slzotvorné účinky. Škodlivé jsou i páry.[18] Kvůli reaktivitě s vodou a alkoholem jsou pro hašení požáru preferované pěnové nebo sněhové hasicí přístroje.[19]

Reference

[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Acetic anhydride na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b Acetic anhydride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ SEIDEL, R. W.; GODDARD, R.; NÖTHLING, N. Acetic anhydride at 100 K: the first crystal structure determination. Acta Crystallographica Section C: Structural Chemistry. 2016-10-01, roč. 72, čís. 10, s. 753–757. Dostupné online [cit. 2023-10-28]. ISSN 2053-2296. DOI 10.1107/S2053229616015047. (anglicky) 
  3. ↑ WU, Guang; VAN ALSENOY, C.; GEISE, H. J. Acetic Anhydride in the Gas Phase, Studied by Electron Diffraction and Infrared Spectroscopy, Supplemented With ab Initio Calculations of Geometries and Force Fields. The Journal of Physical Chemistry A. 2000-02-01, roč. 104, čís. 7, s. 1576–1587. Dostupné online [cit. 2023-10-28]. ISSN 1089-5639. DOI 10.1021/jp993131z. (anglicky) 
  4. ↑ GERHARDT, Charles. Recherches sur les acides organiques anhydres. [s.l.]: [s.n.] 1074 s. Dostupné online. (francouzsky) Google-Books-ID: MXkbAAAAMAAJ. 
  5. ↑ MCMURRY, John. Organic chemistry. Ninth edition. vyd. Boston, MA, USA: Cengage Learning 1054 s. ISBN 978-1-305-08048-5, ISBN 978-1-305-63871-6. S. 701. 
  6. ↑ ZOELLER, Joseph R.; AGREDA, Victor H.; COOK, Steven L. Eastman chemical company acetic anhydride process. Catalysis Today. 1992-03-11, roč. 13, čís. 1, s. 73–91. Dostupné online [cit. 2023-10-27]. ISSN 0920-5861. DOI 10.1016/0920-5861(92)80188-S. 
  7. ↑ History. www.wacker.com [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ Chemical of the Week -- Acetic Acid and Acetic Anhydride. web.archive.org [online]. 2006-03-03 [cit. 2023-10-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2006-03-03. 
  9. ↑ Organic Syntheses Procedure. www.orgsyn.org [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. (anglicky) 
  10. ↑ Organic Syntheses Procedure. orgsyn.org [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. ↑ TABER, Douglas F. Column chromatography: Preparation of Acetyl Ferrocene. valhalla.chem.udel.edu [online]. Department of Chemistry and Biochemistry, University of Delaware [cit. 2023-10-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2009-05-02. 
  12. ↑ Organic Syntheses Procedure. orgsyn.org [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. ↑ Acetic Anhydride: Frequently Asked Questions. www.bp.com [online]. British Petroleum [cit. 2023-10-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2007-10-11. 
  14. ↑ Acetic Anhydride: Material Safety Data Sheet (PDF). www.celanese.com [online]. Celanese [cit. 2023-10-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2007-09-27. 
  15. ↑ Making Wood Last Forever With Acetylation. Chemical & Engineering News [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. (anglicky) 
  16. ↑ Federal Register :: Request Access. unblock.federalregister.gov [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. 
  17. ↑ UN Intercepts Taliban's Heroin Chemical in Rare Afghan Victory - Bloomberg. web.archive.org [online]. 2012-10-22 [cit. 2023-10-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2012-10-22. 
  18. ↑ ICSC 0209 - ACETIC ANHYDRIDE. www.inchem.org [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. 
  19. ↑ CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Acetic anhydride. www.cdc.gov [online]. [cit. 2023-10-27]. Dostupné online. 

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Acetanhydrid&oldid=24267997“