Struktura

Anhydridy k. k.

Anhydridy 

Vznikají spojením dvou skupin COOH karboxylových kyselin za současného odštěpení molekuly vody. Jako dehydratační činidlo se používá oxid fosforečný.

Rozdělení

  • jednoduché – zbytky stejných karboxylových kyselin,

  • smíšené - zbytky různých karboxylových kyselin,

  • cyklické.

Názvosloví

Systematický název

Základ názvu název kyseliny (latinský nebo systematický) + anhydrid.

Opisný název

 Slovo anhydrid + 2.pád příslušné kyseliny, např. anhydrid kyseliny octové a propionové.

Tab. 1: Příklady názvů anhydridů

Vlastnosti

Anhydridy nižších karboxylových kyselin jsou ostře páchnoucí kapaliny, vyšší anhydridy jsou krystalické látky. Mají vyšší teploty varu než odpovídající kyseliny. Všechny anhydridy jsou téměř nerozpustné ve vodě, ale poměrně rychle s vodou reagují. Rozpouštějí se například v diethyletheru. Patří mezi silná acylační činidla, jsou ale méně reaktivní než halogenidy odpovídajících kyselin.

Důležité reakce

Andyridy karboxylových kyselin jsou výborná acylační činidla (ale slabší než acylhalogenidy, reakcí vznikají nejrůznější deriváty karboxylových kyselin.

Hydolýza: reakcí anhydridů s vodou se obnovují původní kyseliny.

  CH3-CO-O-CO-CH3 + H2O 2 CH3COOH

 Alkalická hydrolýza: reakce s hydroxidem alkalického kovu probíhá rychleji, protože hydroxidy jsou silnější nukleofilní činidla než voda. Při této reakci vzniká voda a sůl karboxylové kyseliny.

(RCO)2O  +  2 NaOH  2 RCOONa  +  H2O

 Alkoholýza: reakcí anhydridů s alkoholy nebo fenoly vznikají estery a karboxylové kyseliny, nukleofilním činidlem v této rekci je alkohol nebo fenol.

CH3-CO-O-CO-CH3 + R´OH   CH3-CO-O-R´ + CH3COOH

Amonolýza: reakcí anhydridů s amoniakem, případně primárním nebo sekundárním aminem, vzniká amid nebo substituovaný amid karboxylové kyseliny a karboxylová kyselina.

(RCO)2O  +  2 NH3  2 RCONH2  +  RCOOH 

Reakce s halogenvodíkovými kyselinami: působením halogenvodíkových kyselin se tvoří acylhalogenid a kyselina.

(RCO)2O  +  HX   2 RCOX  +  RCOOH 

Příprava

Obecně anhydridy vznikají dehydratací z příslušných kyselin za přítomnosti dehydratačních činidel, např. oxidu fosforečného.

2 RCOOH (RCO)2O  +  H2O

V praxi se častěji využívá reakce acylhalogenidu karboxylové kyseliny s její sodnou solí. Reakce probíhá mechanismem nukleofilní substituce .

R-CO-ONa + R´-CO-Cl R-CO-O- CO-R´ NaCl

 V technické praxi jsou využívány i speciální metody výroby anhydridů, např. katalytická oxidace aromatických uhlovodíků (výroba maleinanhydridu a ftalanhydridu).

Tyto výroby probíhají za poměrně vysokých teplot 400-500oC a jako katalyzátory se používají kat.V2O5 + P2O5.(1)

  • maleinahydrid oxidací benzenu:

        C6H69/2 O2 → C2H2(CO)2O + 2CO2 + 2 H2O

  • maleinanhydrid oxidací směsí C4 uhlovodíků:

        2 CH3CH2CH2CH3 + 7 O2 → 2 C2H2(CO)2O + 8 H2O

  • ftalanhydrid oxidací  o - xylenu:

        C6H4(CH3)2 + 3 O2 → C6H4(CO)2O + 3 H2O

  • ftalanhydrid oxidací naftalenu:

         C10H8 + 9/2  O2 → C6H4(CO)2O + 2 H2O + 2CO2

Využití

Využívají se jako acylační činidla.

Acetanhydrid (CH3CO)2O patří k nejvýznamnějším z anhydridů, používá se při výrobě kyseliny acetylsalicylové. Průmyslová výroba je založena na karbonylaci methylesteru kyseliny octové:
CO + CH3COOCH3 (CH3CO)2O     katalyzátor: jodid lithný, jodid rhoditý

Maleinanhydrid C2H2(CO)2je pevná bezbarvá látka ostře páchnoucí, používá se k výrobě nenasycených polyesterů.

 

 

Obr. 1: Model acetanhydridu

Zdroje

  1. CANOV, Michael. canov.jergym.cz. [online]. [cit. 14.7.2014]. Dostupné z: http://canov.jergym.cz/barva/r/o.html 
  2. JANECZKOVÁ, Anna a Pavel KLOUDA. Organická chemie. Ostrava: Nakladatelství Pavel Klouda, 1998, ISBN 80-902155-6-4/9802.

Obrázky

Procvič si

Znázorni rovnicemi následující děje:

reakci acetanhydridu s HCl,

reakci anhydridu kyseliny ftalové s vodou,

reakci anhydridu kyseliny propionové s amoniakem,

reakci maleinahydridu s methanolem.

Řešení

Úkol

Na základě dřívějších poznatků znázorni vznik ftalanhydridu 2 způsoby a zapiš děje rovnicemi:

 

Logo společnosti DEZA a. s. 

Obr. 2: Tradiční výrobce ftalanhydridu

Kontrolní otázka

Znázorni rovnicemi výrobu kyseliny acetylsalicylové rovnicemi.

Návod

Content acylpyrin

Obr. 3: Kyselina acetlysalicylová jako účinná součást přírpavků s analgetickými, antipyretickými a antiraevmatickými účinky Acylpyrin, Aspirin, Anopyrin

  Příprava kyseliny      acetylsalicylové

V Erlenmeyrově baňce smíchejte 5 g kyseliny salicylové s 10 ml acetanhydridu. Po přídavku dvou kapek konc. kysliny sírové směs za míchání zahřívejte 10 minut na vodní lázni na 80°C. Obsah baňky nakonec nalijte do 100 ml studené vody. Sraženinu, která se po chvíli vytvoří, zfiltrujte a promyjte studenou vodou. Nakonec produkt sušte v sušárně při 100°C.

Doplňující učivo

Slovníček pojmů

 Analgetický  -  snižují, bolest

Analgetika  - způsobují analgesii   (stav bez bolesti)

Antiflogistický – protizánětlivý   

Antipyretický – snižující teplotu  

Analgetika–antipyretika -  léky, které tlumí bolest a zároveň snižují zvýšenou tělesnou teplotu             

 Antirevmatika - látky užívané při léčbě revmatismu, působí i protizánětlivě

 

Logolink