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 400-500^oC a jako katalyzátory se používají kat.V₂O₅ + P₂O₅.(1)

• maleinahydrid oxidací benzenu:

        C₆H₆ + ⁹/₂ 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)₂O je 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

• Obr. 1: WIKIPEDIA.ORG. Acetic-anhydride-3D-vdWAnhydrid [online]. [cit. 29.10.2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Anhydrid_kyseliny_octov%C3%A9
• Obr. 2: AUTOR: NEZNÁMÝ. Logo Deza [online]. [cit. 13.11. 2014]. Dostupné z: http://www.deza.cz/
• Obr. 3: MUJLEKARNIK. Acylpyrin-effervescens [online]. [cit. 29.10.2014]. Dostupné z: http://www.mujlekarnik.cz/acylpyrin-effervescens-84251_detail/