ANHÍ Dridos PDF

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Resumen de reacciones, propiedades y usos industriales de anhídridos...

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ANHÍDRIDOS - RESUMEN -

María Paula Carrera Ruiz 1089919 Andrea Fernanda Escobar Santos 1027818 Andrea Fernanda Oseida Chang 1130519 Andrea Sofía Pocasangre Priego 1019619 Nathaly Alejandra Zapeta Oliva 1092219

¿Qué son?

La palabra anhídrido significa “sin agua”. Son compuestos químicos orgánicos que tiene la fórmula general (RCO)2O. Formalmente son el producto de deshidratación de dos moléculas de ácido carboxílico. Son derivados activados de los ácidos carboxílicos, pero no son tan reactivos como los haluros de ácido. En estos compuestos el grupo carboxilato es el encargado de activar al grupo carbonilo y actúa como grupo saliente.

TIPOS DE ANHÍDRIDOS SIMÉTRICOS

ASIMÉTRICOS

El agua se separa de dos moléculas del mismo ácido

Están formados por dos moléculas de ácidos diferentes

CÍCLICOS Provenientes de ácidos dicarboxílicos de cuatro o más carbonos

Sus puntos de fusión y ebullición recaen en la estructura molecular y en las interacciones intermoleculares de estos. Presentan puntos de ebullición mayores que los ácidos de los que provienen, no forman puentes de hidrógeno entre ellos, pero el peso molecular del anhídrido, comparado con el del ácido, se traduce en una mayor interacción de las fuerzas de London y de Van Der Waals, de ahí que sus puntos de ebullición sean más elevados. Los anhídridos son prácticamente tan reactivos como los haluros de ácido porque la contribución de la forma resonante con carga sobre el grupo L (carboxilato) es despreciable. Reaccionan con el agua formando los ácidos de procedencia.

Son solubles en la mayoría de los disolventes orgánicos comunes como los éteres, alcanos clorados e hidrocarburos aromáticos. Sin embargo, no pueden usarse en disolventes nucleofílicos como el agua y los alcoholes, porque reaccionan con ellos. Tienen olores irritantes, reaccionan con el agua formando los ácidos de procedencia. Los anhídridos de hasta 8 carbonos son líquidos, de 9 carbonos en adelante son sólidos o semisólidos.

Nomenclatura 1. Anhídrido Simétrico:

Son obtenidos por la condensación de dos moléculas del mismo ácido.! Se nombran reemplazando la palabra ácido por anhídrido.!

Anhídrido + radical + oico Por ser simétricos, solo se indica el nombre correspondiente una vez para representar el compuesto completo.

2. Anhídrido Asimétrico: Son formados a partir de dos ácidos diferentes. Se nombran en orden alfabético. Anhídrido + radical (1) + oico + radical (2) + oico

3. Anhídrido Cíclico: Los anhídridos cíclicos son formados por ciclación de un diácido.! Se nombran cambiando la palabra ácido por anhídrido y terminando el nombre en -dioico. Anhídrido + (prefijo del # de carbonos + sufijo eno, ano o ino) + dioico

NOMENCLATURA COMÚN Depende del ácido de donde proviene el anhídrido, en el caso de los anhídridos simétricos la nomenclatura común corresponderá a los ácidos (iguales) del cual proviene el anhídrido. Ejemplo:

El lado izquierdo corresponde en IUPAC al ácido etanoico, así como el lado derecho. En nomenclatura común el ácido etanoico también es conocido como ácido acético por lo que su nomenclatura es:!anhídrido etanoico!o también se puede nombrar anhídrido acético. Anhídridos Asimétricos:

Procede del ácido 2-metilpropanoico (lado derecho) y ácido etanoico o también llamado ácido acético (lado izquierdo) por lo tanto su nomenclatura es:!anhídrido etanoico 2metilpropanoico!o también se puede nombrar en nomenclatura común como!anhídrido acético 2-metilpropanoico.

Los ácidos carboxílicos reaccionan con los cloruros de acilo en presencia de piridina, para formar en ion carboxilato, y dar anhídridos de ácidos carboxílicos. Este método se usa con frecuencia en el laboratorio para la preparación de anhídridos mixtos o anhídridos simples. Las sales de sodio de los ácidos carboxílicos también reaccionan con los cloruros de acilo para dar anhídridos. El mecanismo de esta reacción comienza con el ataque del oxígeno del grupo carboxílico sobre el carbono del cloruro de ácido, produciéndose la eliminación de cloro, en una segunda etapa. El paso lento del mecanismo es el ataque nucleofílico y puede favorecerse desprotonando previamente el ácido carboxílico. El carboxilato y el cloruro de ácido reaccionan a temperatura ambiente para formar el anhídrido.

Sin embargo, los anhídridos de ácidos se pueden obtener a partir de dos moléculas de ácido carboxílico al utilizar un fuerte de calentamiento para eliminar un equivalente de agua. Sin embargo, debido a las altas temperaturas, por lo general solo puede prepararse anhídrido acético de esta manera.

Algunos anhídridos cíclicos se preparan simplemente calentando el diácido correspondiente. En condiciones se adiciona un agente deshidratante, como el cloruro de acetilo o el anhídrido acético, para acelerar la reacción. Puesto que los anhídridos cíclicos con cinco y seis miembros, son muy estable, el equilibrio favorece a los productos cíclicos.

REACCIONES DE ANHÍDRIDOS La química de los anhídridos de ácido es similar a la de los cloruros de ácido. Aunque los anhídridos reaccionan más lentamente que los cloruros de ácido. Los anhídridos de ácido reaccionan con el agua para formar ácidos, con alcoholes para formar ésteres, con aminas para formar amidas y con LiAlH4 para formar alcoholes primarios. Sin embargo, sólo se utilizan las reacciones de formación de ésteres y de amidas.

Acilación de Friedel-Crafts Como los cloruros de ácidos, los anhídridos participan en la acilación de Friedel-Crafts con un catalizador que puede ser cloruro de aluminio, ácidos polifosfórico (PPA) u otros compuestos ácidos.

De anhídridos a ésteres Con frecuencia se utiliza el anhídrido acético para preparar ésteres acetato a partir de alcoholes.

De anhídridos a amidas El anhídrido acético también se utiliza comúnmente para preparar acetamidas N-sustituidas a partir de aminas. En este caso, reacciona el grupo -NH2 más nucleofílico en lugar del grupo -OH menos nucleofílico.

- Para la reacción de formación de ésteres y amidas sólo se utiliza la mitad de la molécula del anhídrido ya que la otra mitad actúa como el grupo saliente durante la etapa de sustitución nucleofílica en el grupo acilo y genera como subproducto el ion acetato. Así, los anhídridos son ineficientes para su uso, y por lo general se prefieren los cloruros de ácido para introducir sustituyentes acilos distintos a los grupos acetilo. - El anhídrido acético es económico y conveniente de usar y con frecuencia da mejores rendimientos que el cloruro de acetilo para la acetilación de alcoholes y aminas en ésteres y amidas.

- Si se usa el anhídrido acético fórmico, el grupo formilo es el principal que reacciona ya que esta menos impedido y es más electrófilo que el grupo acetilo. Los alcoholes y las minas son formilados por el anhídrido acético fórmico para formar ésteres de formiato y formamidas.

- Cuando un alcohol o amina reaccionan con un anhídrido cíclico, solo uno de los grupos carboxilo en el anhídrido se convierte en éster o amida, el otro sale como ion carboxilato y resulta un derivado monofuncionalizado.

Los anhídridos inorgánicos tienen un sinfín de aplicaciones, desde la síntesis y formulación de materiales, cerámicas, catalizadores, cementos, electrodos, fertilizantes, etc., hasta como recubrimiento de la corteza terrestre con sus miles de minerales de hierro y aluminio, y el dióxido de carbono exhalado por los organismos vivos. Ahora bien, enfocándonos principalmente en los anhídridos de ácido estos tienen muchas aplicaciones dependiendo del campo que se esté estudiando pues, al poseer alta reactividad, pueden ser reactivos precursores o formar parte de muchas reacciones importantes. Algunos ejemplos de estos son los siguientes: - Anhídrido Acético: Se utiliza en la fabricación de acetato de celulosa, resinas, también en la síntesis de plásticos, fibras y fármacos como la aspirina. - Anhídrido Maleico: Se utiliza en la industria como materia prima para resinas de poliéster insaturado. - Anhídrido Ftálico: Se utiliza ampliamente en la industria para la producción de ciertos colorantes. Es un precursor de una variedad de reactivos útiles en la síntesis orgánica. - Anhídrido Succínico: Se utiliza en la síntesis química de otros compuestos químicos, tales como la tetralona, naftaleno, N-bromosuccinimida, entre otros. Se utiliza para la producción industrial del anhídrido citracónico por reacción con formaldehído, el cual es un compuesto que se utiliza en la industria del papel como agente de encolado. - Dianhídrido etilentetracarboxílico y dianhídrido benzoquinontetracarboxílico: Se utilizan en la síntesis de ciertos compuestos como las poliimidas o algunas poliamidas y poliésteres....