Ангидриды карбоновых кислот

Общая структурная формула ангидридов карбоновых кислот

Ангидриды карбоновых кислот — соединения общей формулы R¹CO-O-COR², в которых две ацильных группы присоединены к одному и тому же атому кислорода. В зависимости от природы ацильных групп ангидриды могут быть «простыми» (R¹ = R², например, уксусный ангидрид (CH₃CO)₂O, смешанными (различные ацильные остатки) или циклическими (R¹ и R² являются частями одной молекулы).

Муравьиный ангидрид с формулой H-CO-O-CO-H (C₂H₂O₃) в свободном виде не существует.

Ангидриды формально можно рассматривать как продукт конденсации двух групп -COOH:

${\mathsf {RCOOH+R'COOH\rightarrow RC(O)OC(O)R'+H_{2}O}}$

Синтез

Некоторые циклические ангидриды, например, фталевый ангидрид, образуются при нагревании соответствующих кислот. В случае синтеза ангидридов из алифатических кислот используют дегидратирующие агенты — в частности, фосфорный ангидрид при синтезе уксусного ангидрида из уксусной кислоты:

${\mathsf {2CH_{3}COOH+P_{4}O_{10}\rightarrow (CH_{3}CO)_{2}P+P_{4}O_{9}(OH)_{2}}}$

либо карбодиимиды, которые реагируют с карбоновыми кислотами с образованием О-ацилизомочевин — высокореакционноспособных соединений, способных ацилировать карбоновые кислоты:

${\mathsf {R{\text{-}}N{\text{=}}C{\text{=}}N{\text{-}}R+R'COOH\rightarrow R{\text{-}}NH{\text{-}}C({\text{=}}NR)OC(O)R'}}$

${\mathsf {R{\text{-}}NH{\text{-}}C({\text{=}}NR)OC(O)R'+R'COOH\rightarrow (R'CO)_{2}O+R{\text{-}}NH{\text{-}}C(O)NH{\text{-}}R}}$

В большинстве случаев, ангидриды синтезируют ацилированием карбоновых кислот либо их солей. Так, например, ацилированием формиата натрия формилфторидом может быть получен неустойчивый ангидрид муравьиной кислоты:

HCOONa + HCOF $\to$ (HCO)₂O + NaF

При ацилировании карбоновых кислот в лабораторной практике в качестве ацилирующих агентов обычно используют комплексы галогенангидридов карбоновых кислот с пиридином либо кетены, формально являющиеся внутренними ангидридами карбоновых кислот:

RCOOH + R¹CH=C=O $\to$ RCOOC(O)R¹ ;

Ацилирование уксусной кислоты кетеном является промышленным методом синтеза уксусного ангидрида.

Реакционная способность

Ангидриды являются ацилирующими агентами и реагируют с различными нуклеофилами:

${\mathsf {(RCO)_{2}O+NuH\rightarrow RCONu+RCOOH}}$

образуя сложные эфиры (Nu = OR), амиды (Nu = NR¹R²), гидразиды (Nu = HNNR¹R²) и т. п.

См. также

• Хлорангидриды карбоновых кислот