酸酐 - 维基百科，自由的百科全书

  此條目介紹的是有机酸的酸酐。关于无机酸酐，请见「酸性氧化物」。

酸酐^{[註 1]}（英語：Organic acid anhydride；法語：Anhydride d'acide），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。

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可以是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。

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

• 内酸酐是指二羧酸等多元酸分子内脱水形成的环状化合物，常见的有丁二酸酐、戊二酸酐、顺丁烯二酸酐（也称“马来酸酐”）等，常见的应用的氨基酸N-羧基环内酸酐（也称“Leuchs酸酐”）等^[6]。

• 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。

• 重要酸酐
• 
  乙酸酐，常用于制备其他酸的酸酐和乙酸酯。
• 
  萘四甲酸二酐， 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。^[7]

• 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，^[8]是3-磷酸甘油酸和磷酸形成的混合酸酐。

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)。

1. ^ 教育部異體字字典「酐」. [2018-04-23]. （原始内容存档于2022-11-29）. 
2. ^ 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "acid anhydrides"。doi:10.1351/goldbook.A00072
3. ^ ^{3.0 3.1 3.2} 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. 
4. ^ 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
5. ^ Lewis I. Krimen (1988). "Acetic Formic Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 8. 
6. ^ Polypeptide Nanomaterials 1–4. Soft Matter and Biomaterials on the Nanoscale: World Scientific. 2020: 115–180. Bibcode:2020smb3.book..115K. 
7. ^ 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
8. ^ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 978-1-57259-153-0.

• INTRODUCING ACID ANHYDRIDES （页面存档备份，存于互联网档案馆）