酸酐
酸酐通式
本條目介紹的是有机酸的酸酐。關於无机酸酐，請見“酸性氧化物”。酸酐[註 1]是具有两个酰基键合于同一氧原子上的有机化合物。[2]
稱為“酐”的原因因為它是由兩個羧酸脫水而成。若两侧酰基由同种羧酸衍生而来则称为对称酸酐，分子式可表达为：(RC(O))2O。对称酸酐命名取决于相应羧酸命名，即词缀“酸”改为“酸酐”。[3] 因此(CH3CO)2O称为：“乙酸酐”（或醋酸酐、醋酐）。混合酸酐（或不对称酸酐）以两侧酰基分别对应的羧酸命名，如：甲酸乙酸酐。低级酸酐遇水水解，但高级酸酐不溶于水。
目录
1 反应
2 制备
3 多元酸酐
4 重要的酸酐
5 其他
5.1 非羧酸衍生酸酐
5.2 硫类似物
6 註解
7 参考文献
反应
酸酐是活性酰基的主要来源，其相关反应与酰卤之反应类似。当酸酐与含活泼氢的底物反应时，可得到等当量的酰化产物与羧酸副产物：
- RC(O)OC(O)R + HY → RC(O)Y + RCO2H
其中：HY=HOR（醇），HNR'2=（氨，伯或仲胺），芳香环
酸酐跟格氏试剂反应与酸跟格氏试剂的反应类似，但反应时酸酐的一部分被浪费掉了，所以一般不用于制备反应。但二元酸的酸酐则不存在浪费的问题，可以与格氏试剂反应制备酮酸。
酸酐的亲电性弱于酰卤，且酸酐每次反应只可传递一分子酰基于底物，原子效率相对较低。乙酸酐价格低廉，使其仍作为酰化反应的常用试剂。
制备
酸酐在工业中可通过不同的方法合成。
乙酸酐主要通过乙酸甲酯的羰基化合成。[4]
马来酸酐在工业中主要通过苯或丁烷的氧化反应制备。- 酸酐的实验室制法主要通过相应羧酸的脱水反应制备，具体的方法取决于羧酸底物，五氧化二磷是该反应的通用脱水剂：
- 2 CH3COOH + P4O10 → CH3C(O)OC(O)CH3 + "(HO)2P4O9"
- 酰氯也是制备酸酐的重要前体：[5]
- CH3C(O)Cl + HCO2Na → HCO2COCH3 + NaCl
- 具有乙酰基的混合酸酐可通过烯酮合成：
- RCO2H + H2C=C=O → RCO2C(O)CH3
多元酸酐
- 二酸酐是一个分子内具有两个酸酐官能团的化合物。它们主要用于合成聚酰亚胺、聚酯或聚酰胺。
- 聚酸酐是由酸酐键连接聚合物骨架内重复单元的一类聚合物。
重要的酸酐
- 重要酸酐
乙酸酐，常用于制备其他酸的酸酐和乙酸酯。
萘四甲酸酐， 为二酸酐，复杂有机物的前体。
顺丁烯二酸酐，马来酸酐，是一种环状酸酐，广泛用于制备工业涂料。
三磷酸腺苷，ATP，作为细胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。
1,3-二磷酸甘油酸通常是糖解作用与卡尔文循环的中间产物。
3-磷酸腺苷-5-磷酰硫酸 (APS)新陈代谢的中间产物。
乙酸酐是一种重要的工业化学品，被广泛的应用于制备乙酸酯和其他酸的酸酐，如：乙酸纤维素。
顺丁烯二酸酐可与苯乙烯发生共聚反应得到不同的树脂。在狄尔斯－阿尔德反应中其可作为亲双烯体参与反应。[6]
其他
非羧酸衍生酸酐
- 其他有机酸衍生酸酐：酸酐的其中一个或两个酰基还可由非羧基有机酸衍生，如有机磺酸或有机磷酸。
- 无机酸衍生酸酐：酸酐中任意一个酰基还可衍生自无机酸，如：磷酸。混合酸酐1,3-二磷酸甘油酸，其为通过糖酵解形成ATP过程中的中间体，[7]是3－磷酸甘油酸和磷酸形成的混合酸酐。
硫类似物
硫原子可替代酸酐当中的任何氧原子，包括羰基双键氧原子和羰基之间连接的氧原子。当硫原子替代羰基氧原子时，将酰基用括号封闭防止歧义发生，
[3] 如：（硫代乙酸）酐（CH3C(S)OC(S)CH3）。当硫原子替代桥接氧原子时，得到的化合物称为硫代酸酐，[3] 如：乙酰硫醚((CH3C(O))2S)。
註解
^ 「酐」，拼音：gān，注音：ㄍㄢ，音同「甘」[1]
参考文献
^ 教育部異體字字典「酐」
^ （英文）國際純粹與應用化學聯合會．"acid anhydrides"．《化学术语总目录》在线版．
^ 3.03.13.2 Panico, R.; Powell, W. H.; Richer, J. C. (编). Recommendation R-5.7.7. A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds. IUPAC/Blackwell Science. 1993: 123–25. ISBN 0-632-03488-2.
^ Zoeller, J. R.; Agreda, V. H.; Cook, S. L.; Lafferty, N. L.; Polichnowski, S. W.; Pond, D. M. "Eastman Chemical Company Acetic Anhydride Process" Catalysis Today (1992), volume 13, pp.73-91. doi:10.1016/0920-5861(92)80188-S
^ Lewis I. Krimen (1988). "Acetic Formic Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 8.
^ Heimo Held, Alfred Rengstl, Dieter Mayer "Acetic Anhydride and Mixed Fatty Acid Anhydrides" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_065
^ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 978-1-57259-153-0.
http://www.chemguide.co.uk/organicprops/anhydrides/background.html
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