Ättiksyraanhydrid - Acetic anhydride
Namn | |
---|---|
Föredraget IUPAC -namn
Ättiksyraanhydrid |
|
Systematiskt IUPAC -namn
Etanosyraanhydrid |
|
Andra namn
Etanoyletanoat
Ättiksyraanhydrid Acetylacetat Acetyloxid Ättikoxid |
|
Identifierare | |
3D -modell ( JSmol )
|
|
ChEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.003.241 |
EG -nummer | |
PubChem CID
|
|
RTECS -nummer | |
UNII | |
FN -nummer | 1715 |
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Egenskaper | |
C 4 H 6 O 3 | |
Molmassa | 102,089 g · mol −1 |
Utseende | färglös vätska |
Densitet | 1,082 g cm −3 , flytande |
Smältpunkt | −73,1 ° C (−99,6 ° F; 200,1 K) |
Kokpunkt | 139,8 ° C (283,6 ° F; 412,9 K) |
2,6 g/100 ml, se text | |
Ångtryck | 4 mmHg (20 ° C) |
-52,8 · 10 −6 cm 3 /mol | |
Brytningsindex ( n D )
|
1.3901 |
Farmakologi | |
Rättslig status | |
Faror | |
Säkerhetsdatablad | ICSC 0209 |
GHS -piktogram | |
GHS Signalord | Fara |
H226 , H302 , H314 , H332 | |
P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301+312 , P301+330+331 , P303+361+353 , P304+312 , P304+340 , P305+ 351+338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P363 , P370+378 , P403+235 | |
NFPA 704 (eldiamant) | |
Flampunkt | 49 ° C (120 ° F; 322 K) |
316 ° C (601 ° F; 589 K) | |
Explosiva gränser | 2,7–10,3% |
Dödlig dos eller koncentration (LD, LC): | |
LC 50 ( mediankoncentration )
|
1000 ppm (råtta, 4 timmar) |
NIOSH (amerikanska hälsoexponeringsgränser): | |
PEL (tillåtet)
|
TWA 5 ppm (20 mg/m 3 ) |
REL (rekommenderas)
|
C 5 ppm (20 mg/m 3 ) |
IDLH (Omedelbar fara)
|
200 ppm |
Relaterade föreningar | |
Relaterade syraanhydrider
|
Propionsyraanhydrid |
Relaterade föreningar
|
Ättiksyra Acetylklorid |
Om inte annat anges, ges data för material i deras standardtillstånd (vid 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
verifiera ( vad är ?) | |
Infobox -referenser | |
Ättiksyraanhydrid , eller etansyra anhydrid , är den kemiska föreningen med formeln (CH 3 CO) 2 O. Vanligen förkortat ac 2 O, är det den enklaste isolerbar anhydriden av en karboxylsyra och används ofta som ett reagens i organisk syntes . Det är en färglös vätska som luktar starkt av ättiksyra , som bildas genom dess reaktion med fukt i luften.
Struktur och egenskaper
Ättiksyraanhydrid, liksom de flesta syraanhydrider, är en flexibel molekyl med en icke -plan struktur. Den pi systemet koppling genom de centrala syre erbjuder mycket svag resonansstabilisering jämfört med dipol-dipol repulsion mellan de två karbonylgrupperna syreatomerna. Energibarriärerna för bindningsrotation mellan var och en av de optimala aplanära konformationerna är ganska låga.
Liksom de flesta syraanhydrider har karbonylkolatomen i ättiksyraanhydrid elektrofil karaktär , eftersom den lämnande gruppen är karboxylat . Den inre asymmetrin kan bidra till ättiksyraanhydridens kraftiga elektrofilicitet eftersom den asymmetriska geometrin gör en sida av en karbonylkolatom mer reaktiv än den andra, och därigenom tenderar att konsolidera elektropositiviteten hos en karbonylkolatom till ena sidan (se elektrondensitetsdiagram ).
Produktion
Ättiksyraanhydrid syntetiserades först 1852 av den franska kemisten Charles Frédéric Gerhardt (1816-1856) genom att värma kaliumacetat med bensoylklorid .
Ättiksyraanhydrid produceras genom karbonylering av metylacetat :
- CH 3 CO 2 CH 3 + CO → (CH 3 CO) 2 O
Den Tennessee Eastman ättiksyraanhydrid processen innefattar omvandling av metylacetat till metyljodid och ett acetatsalt. Karbonylering av metyljodid i sin tur ger acetyl jodid , vilket reagerar med acetatsalter eller ättiksyra för att ge produkten. Rodiumklorid i närvaro av litiumjodid används som katalysatorer. Eftersom ättiksyraanhydrid inte är stabil i vatten utförs omvandlingen under vattenfria förhållanden.
I minskande utsträckning framställs ättiksyraanhydrid också genom reaktion mellan keten ( ethenon ) och ättiksyra vid 45–55 ° C och lågt tryck (0,05–0,2 bar).
- H 2 C = C = O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O (Δ H = −63 kJ/mol)
Vägen från ättiksyra till ättiksyraanhydrid via ketén utvecklades av Wacker Chemie 1922, då efterfrågan på ättiksyraanhydrid ökade på grund av produktionen av cellulosaacetat .
På grund av sin låga kostnad köps vanligtvis ättiksyraanhydrid, inte beredd, för användning i forskningslaboratorier.
Reaktioner
Ättiksyraanhydrid är ett mångsidigt reagens för acetylering , introduktion av acetylgrupper till organiska substrat. I dessa omvandlingar, är ättiksyraanhydrid ses som en källa för CH 3 CO + .
Acetylering av alkoholer och aminer
Alkoholer och aminer acetyleras lätt. Till exempel, reaktionen av ättiksyraanhydrid med etanolutbyten etylacetat :
- (CH 3 CO) 2 O + CH 3 CH 2 OH → CH 3 CO 2 CH 2 CH 3 + CH 3 COOH
Ofta tillsätts en bas såsom pyridin för att fungera som katalysator. I specialiserade tillämpningar har Lewis sura skandiumsalter också visat sig vara effektiva katalysatorer.
Acetylering av aromatiska ringar
Aromatiska ringar acetyleras av ättiksyraanhydrid. Vanligtvis används sura katalysatorer för att påskynda reaktionen. Illustrativa är omvandlingen av bensen till acetofenon och ferrocen till acetylferrocen:
- (C 5 H 5 ) 2 Fe + (CH 3 CO) 2 O → (C 5 H 5 ) Fe (C 5 H 4 COCH 3 ) + CH 3 CO 2 H
Framställning av andra syraanhydrider
Dikarboxylsyror omvandlas till anhydriderna vid behandling med ättiksyraanhydrid. Den används också för framställning av blandade anhydrider, såsom den med salpetersyra, acetylnitrat .
Föregångare till geminala diacetater
Aldehyder reagerar med ättiksyraanhydrid i närvaro av en sur katalysator för att ge geminala diacetater. En tidigare industriell väg till vinylacetat involverade mellanprodukten etyliden diacetat , geminal diacetat erhållet från acetaldehyd och ättiksyraanhydrid:
- CH 3 CHO + (CH 3 CO) 2 O → (CH 3 CO 2 ) 2 CHCH 3
Hydrolys
Ättiksyraanhydrid löser sig i vatten till cirka 2,6 viktprocent. Vattenlösningar har begränsad stabilitet eftersom ättiksyraanhydrid, liksom de flesta syraanhydrider, hydrolyserar för att ge karboxylsyror. I detta fall bildas ättiksyra, varvid denna reaktionsprodukt är helt vattenblandbar:
- (CH 3 CO) 2 O + H 2 O → 2 CH 3 CO 2 H
Ansökningar
Som indikeras av dess organiska kemi används ättiksyraanhydrid huvudsakligen för acetyleringar som leder till kommersiellt betydelsefulla material. Dess största tillämpning är för omvandling av cellulosa till cellulosaacetat , som är en komponent i fotografisk film och andra belagda material, och används vid tillverkning av cigarettfilter. På samma sätt används den vid framställning av aspirin (acetylsalicylsyra), som framställs genom acetylering av salicylsyra . Det används också som ett träskyddsmedel via autoklavimpregnering för att göra ett trä som håller längre.
I stärkelseindustrin är ättiksyraanhydrid en vanlig acetyleringsförening som används för framställning av modifierade stärkelser (E1414, E1420, E1422)
På grund av dess användning för syntes av heroin genom diacetylering av morfin , är ättiksyraanhydrid listad som en föregångare till US DEA List II, och begränsad i många andra länder.
Säkerhet
Ättiksyraanhydrid är en irriterande och brännbar vätska. På grund av dess reaktivitet mot vatten och alkohol föredras skum eller koldioxid för brandbekämpning. Ångan från ättiksyraanhydrid är skadlig.