Уксусный ангидрид

Уксусный ангидрид
Общие
Химическая формула	C4H6O3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Молярная масса	102,09 г/моль
Плотность	1,082 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	−73,1 °C
Температура кипения	139,8 °C
Оптические свойства
Показатель преломления	1,3902
Классификация
Рег. номер CAS	108-24-7
SMILES	CC(=O)OC(C)=O

У́ксусный ангидри́д (ангидри́д у́ксусной кислоты́), (CH₃CO)₂O, бесцветная с резким запахом жидкость, растворимая в бензоле, эфире и др. органических растворителях; t_кип 139,5°С, плотность 1,082 г/см³ (20°С). В 100 граммах холодной воды растворяется примерно 14 граммов уксусного ангидрида, который медленно реагирует с водой, образуя уксусную кислоту; при нагревании реакция ускоряется.

Синтез

Уксусный ангидрид получается общими для всех ангидридов карбоновых кислот методами. Например:

• реакцией ацетилхлорида с безводным ацетатом натрия (калия, кальция и т.д.)

CH₃COCl + CH₃COONa = (CH₃CO)₂O + NaCl

• реакцией сульфурилхлорида с безводным ацетатом натрия

SO₂Cl₂ + 4CH₃COONa = 2(CH₃CO)₂O + Na₂SO₄ + 2NaCl

• реакцией тионилхлорида с безводным ацетатом натрия

SOCl₂ + 4CH₃COONa = 2(CH₃CO)₂O + Na₂SO₃ + 2NaCl

• реакцией оксихлорида фосфора с безводным ацетатом натрия

POCl₃ + 4CHЗCOONa = 2(CHЗCO)₂O + NaPO₃ + 3NaCl

• взаимодействием трихлорида фосфора с ледяной уксусной кислотой и последующей реакцией получившегося ацетилхлорида с безводным ацетатом натрия

3CH₃COOH + 2PCl₃ = 3CH₃COCl + P₂O₃ + 3HCl

CH₃COONa + CH₃COCl = (CH₃CO)₂O + NaCl

• взаимодействием пентахлорида фосфора с ледяной уксусной кислотой и последующими реакциями получившигся ацетилхлорида и хлорокиси фосфора с безводным ацетатом натрия

CH₃COOH + PCl₅ = CH₃COCl + POCl₃ + HCl

CH₃COCl + CH₃COONa = (CH₃CO)₂O + NaCl

POCl₃ + 4CHЗCOONa = 2(CHЗCO)₂O + NaPO₃ + 3NaCl

• взаимодействием хлорида кремния с безводным ацетатом натрия

SiCl₄ + 4CH₃COONa = 4NaCl + SiO₂ + (CH₃CO)₂O

• взаимодействием трихлорида бора с ледяной уксусной кислотой и последующей реакцией получившегося ацетилхлорида с безводным ацетатом натрия

3CH₃COOH + 2BCl₃ = 3CH₃COCl + B₂O₃ + 3HCl

CH₃COONa + CH₃COCl = (CH₃CO)₂O + NaCl

• пропусканием фосгена в ледяную уксусную кислоту и последующей реакцией получившегося ацетилхлорида с безводным ацетатом натрия

CH₃COOH + COCl₂ = CH₃COCl + CO₂ + HCl

CH₃COONa + CH₃COCl = (CH₃CO)₂O + NaCl

• реакцией ацетилбромида с безводным ацетатом натрия

CH₃COONa + CH₃COBr = (CH₃CO)₂O + NaBr

• нагреванием смеси безводных натриевых солей хлорсульфоновой и уксусной кислот

2CH₃COONa + ClSO₃Na = (CH₃CO)₂O + Na₂SO₄ + NaCl

• реакцией двухлористой серы C безводным ацетатом натрия

2CH₃COONa + S₂Cl₂ = (CH₃COO)₂S₂ + 2NaCl (на холоду)

2(CH₃COO)₂S₂ = 2(CH₃CO)₂O + 3S + SO₂ (при подогревании)

• пропусканием сухого хлора в смесь безводного ацетата натрия и серы, смоченных уксусным ангидридом

8CH₃COONa + S + 6Cl = 4(CH₃CO)₂O + Na₂SO₄ + 6NaCl (в растворителе (CH₃CO)₂O)

• или реакцией безводного ацетата натрия с раствором серы в броме без растворителя

8CH₃COONa + S + 6Br = 4(CH₃CO)₂O + Na₂SO₄ + 6NaBr

• пропусканием ацетилена в ледяную уксусную кислоту при 70-85 град. цел. в присутствии катализатора сульфата ртути (1% от массы уксусной кислоты взятой в реакцию) с последующим разложением образовавшегося этилидендиацетата на уксусный ангидрид и ацетальдегид

2CH₃COOH + C₂H₂ = CH₃CH(OCOCH₃)₂

CH₃CH(OCOCH₃)₂ = (CH₃CO)₂O + CH₃CHO

• пропусканием кетена в ледяную уксусную кислоту

CH₂=C=O + CH₃COOH = (CH₃CO)₂O

• в промышленности уксусный ангидрид получают прямой дегидратацией ледяной уксусной кислоты в присутствии катализаторов, например триэтилфосфата PO(OC₂H₅)₃

CH₃COOH = CH₂=C=O + H₂O (реакция обратима)

CH₃COOH = CH₄ + CO₂ (побочная реакция)

CH₂=C=O + CH₃COOH = (CH₃CO)₂O

• любительский способ: смесь безводных ацетата натрия и сульфата алюминия прокаливается до плавления первого:

6CH₃COONa + Al₂(SO₄)₃ = 3Na₂SO₄ + 2Al(CH₃COO)₃

образующийся в ходе реакции ацетат алюминия, под действием температуры разлагается на уксусный ангидрид и оксид алюминия:

2Al(CH₃COO)₃ = Al₂O₃ + 3(CH₃CO)₂O

Использование

• Используется в органическом синтезе в качестве ацилирующего и водоотнимающего агента.
• Является прекурсором в производстве героина и других наркотиков опийной группы, в связи с чем оборот уксусного ангидрида в РФ, Белоруссии, Украине и в некоторых других государствах законодательно ограничен.

См. также

• Ангидриды карбоновых кислот
• Уксусная кислота