아세트산 무수물

Acetic anhydride
아세트산 무수물
Acetic anhydride
Acetic anhydride
이름
우선 IUPAC 이름
아세트산 무수물
시스템 IUPAC 이름
무수 에탄올
기타 이름
에탄올에탄산
아세트산무수물
아세틸아세테이트
아세틸옥사이드
아세트산화물
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.003.241 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 203-564-8
RTECS 번호
  • AK1925000
유니
UN 번호 1715
  • InChI=1S/C4H6O3/c1-3(5)7-4(2)6/h1-2H3 checkY
    키: WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/C4H6O3/c1-3(5)7-4(2)6/h1-2H3
    키: WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYAH
  • O=C(OC(=O)C)c
  • CC(=O)OC(=O)C
특성.
C4H6O3
몰 질량 102.089g/120−1
외모 무색 액체
밀도 1.082gcm−3, 액체
녹는점 -73.1°C(-99.6°F, 200.1K)
비등점 139.8 °C (283.6 °F, 412.9 K)
2.6 g/100 mL, 텍스트 참조
증기압 4 mmHg (20 °C)[1]
- 52.8 · 10−6 cm3 / 세로
1.3901
열화학[2]
- 624.4kJ/mol−1
약리학
법적 상태
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS02: FlammableGHS05: CorrosiveGHS07: Exclamation mark
위험.
H226, H302, H314, H332
P210, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
3
2
1
플래시 포인트 49 °C (120 °F, 322 K)
316 °C (601 °F, 589 K)
폭발 한계 2.7–10.3%
치사량 또는 농도(LD, LC):
1000ppm (rat, 4시간)[3]
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 5ppm (20mg/m3)[1]
REL(권장)
 C 5ppm (20mg/m3)[1]
IDLH(즉시 위험)
 200ppm[1]
안전 데이터 시트(SDS) ICSC 0209
관련 화합물
프로피온 무수물
관련 화합물
 아세트산
염화아세틸
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

아세트산 무수물 또는 에탄올산 무수물은 식(2CHCO3)O의 화합물이다.일반적으로 AcO로2 약칭되는 것은 카르본산의 가장 단순한 분리성 무수물이며 유기 합성의 시약으로 널리 사용된다.공기 중의 수분과 반응하여 생성되는 아세트산 냄새가 강한 무색의 액체입니다.

구조 및 속성

유리병 내 아세트산 무수물

아세트산 무수물은 대부분의 산 무수물과 마찬가지로 평탄하지 않은 구조를 [4]가진 유연한 분자이다.중심 산소를 통한 파이 시스템 연결은 두 카르보닐 옥시겐 사이의 다이폴 다이폴 반발에 비해 매우 약한 공진 안정화를 제공합니다.각각의 최적 평면 구조 사이의 결합 회전에 대한 에너지 장벽은 매우 [5]낮습니다.

대부분의 산성 무수물과 마찬가지로 아세트산 무수물의 카르보닐 탄소 원자는 이탈기가 카르본산염이기 때문에 친전자성을 가진다.내부 비대칭성은 비대칭 기하학으로 인해 카르보닐 탄소 원자의 한쪽이 다른 쪽보다 반응성이 더 높고, 그렇게 함으로써 카보닐 탄소 원자의 전기 친화성을 한 쪽에 통합하는 경향이 있기 때문에 아세트산 무수물의 잠재적 전자 친화성에 기여할 수 있습니다(전자 밀도 다이어그램 참조).

생산.

아세트산 무수물은 1852년 프랑스 화학자 샤를 프레데릭 게르하르트(1816-1856)가 아세트산칼륨을 [6]염화벤조일로 가열해 처음 합성했다.

아세트산 [7]무수물은 아세트산메틸의 카르보닐화에 의해 생성됩니다.

CHCOCH323 + CO → (CHCO3)2o

테네시 이스트만 무수물 공정은 아세트산메틸을 요오드화메틸과 아세트산염으로 변환하는 과정을 포함한다.요오드화메틸의 카르보닐화는 아세트산염 또는 아세트산과 반응하는 요오드화아세틸을 생성한다.촉매로는 요오드화 리튬이 존재하는 염화 로듐을 이용한다.물에서는 아세트산 무수물이 안정적이지 않기 때문에 무수 상태에서 변환한다.

아세트산 무수물은 45~55°C에서 아세트산과 저압(0.05~[8]0.2bar)을 반응시켜 제조한다.

HC2=C=O + CHCOOH3 → (CHCO3)2O (δH = -63 kJ/mol)

아세트산에서 케텐을 통해 아세트산으로 가는 경로는 셀룰로오스 아세트산 생산으로 아세트산 무수물에 대한 수요가 증가했던 1922년에 [9]Waker Chemie에 의해 개발되었다.

저렴한 비용 때문에 아세트산 무수물은 일반적으로 연구소에서 사용하기 위해 준비되지 않고 구입됩니다.

반응

아세트산 무수물은 유기 기질에 [10]아세틸기를 도입하는 아세틸화를 위한 다용도 시약이다.이러한 변환에서 아세트산 무수물은 CHCO의3+ 공급원으로 간주된다.

알코올과 아민의 아세틸화

알코올과 아민은 쉽게 아세틸화된다.[11]예를 들어, 아세트산 무수물과 에탄올의 반응으로 아세트산에틸이 생성됩니다.

(CHCO3)2O + CHCHOH32 → CHCOCH3223 + CHCOOH3

종종 피리딘과 같은 염기가 촉매 역할을 하기 위해 첨가된다.특수한 용도에서는 루이스 산성 스칸듐염이 효과적인 촉매로 [12]입증되었습니다.

방향환의 아세틸화

방향족 고리는 아세트산 무수물로 아세틸화된다.보통 산촉매는 반응을 촉진하기 위해 사용된다.벤젠에서 아세토페논으로의[13] 변환과 페로센에서 아세틸페로센으로의 [14]변환이 해당된다.

(CH55)2Fe + (CHCO3)2O → (CH55)Fe (CHCOH543) + CHCOH32

기타 무수산 제조

디카르본산은 아세트산 [15]무수물로 처리하면 무수물로 전환된다.또한 질산, 질산 아세틸과 같은 혼합 무수물의 제조에도 사용된다.

쌍둥이자리 디아세테이트의 전구체

알데히드는 산성 촉매의 존재 하에서 아세트산 무수물과 반응하여 다이아세테이트를 [16]생성한다.아세트산비닐의 이전 산업 경로에는 아세트알데히드 및 아세트산 [17]무수물로 얻은 중간 에틸리덴 디아세테이트가 포함되어 있었다.

CHCHO3 + (CHCO3)2O → (CHCO32)2CHCH3

가수 분해

아세트산 무수물은 [18]무게로 약 2.6%까지 물에 녹는다.대부분의 산성 무수물과 마찬가지로 아세트성 무수물이 카르본산을 생성하기 위해 가수분해되기 때문에 수용액은 안정성이 제한적이다.이 경우 아세트산이 형성되며, 이 반응 생성물은 완전히 물에 혼합될 [19]수 있습니다.

(CHCO3)2O2 + HO → 2 CHCOH32

적용들

유기화학에서 알 수 있듯이 아세트산 무수물은 상업적으로 중요한 물질로 이어지는 아세틸화에 주로 사용된다.가장 큰 응용 분야는 셀룰로오스를 사진 필름 및 기타 코팅 재료의 성분인 셀룰로오스 아세테이트로 변환하는 것으로 담배 필터 제조에 사용됩니다.마찬가지로 살리실산의 [20]아세틸화에 의해 제조되는 아스피린(아세틸살리실산)의 생산에도 사용된다.또한 오토클레이브 함침과 그에 따른 아세틸화를 통해 활성 개질제로 사용되어 내구성이 높고 내구성이 높은 [21]목재를 만듭니다.

녹말 산업에서 아세트산 무수물은 일반적인 아세틸화 화합물로서 변형된 전분(E1414, E1420, E1422)의 생산에 사용된다.

법적 상태

모르핀의 탈아세틸화에 의한 헤로인 합성에 사용되는 아세트산 무수물은 미국의 DEA List II 전구체로 등재되어 있으며, [22][23]다른 많은 국가에서 제한된다.

안전.

아세트산 무수물은 자극성 및 가연성 액체입니다. 피부에 매우 부식성이 높으며 직접 접촉하면 심각한 화상을 입을 수 있습니다.물과 알코올에 대한 반응성 때문에 발포체나 이산화탄소가 화재 [24]진압에 선호됩니다.아세트산 무수물의 증기는 해롭다.[25]

레퍼런스

  1. ^ a b c d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0003". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  2. ^ John Rumble (June 18, 2018). CRC Handbook of Chemistry and Physics (99th ed.). CRC Press. pp. 5–3. ISBN 978-1138561632.
  3. ^ "Acetic anhydride". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  4. ^ Seidel, R. W.; Goddard, R.; Nöthling, N.; Lehmann, C. W. (2016), "Acetic anhydride at 100 K: the first crystal structure determination", Acta Crystallographica Section C, 72 (10): 753–757, doi:10.1107/S2053229616015047, PMID 27703123.
  5. ^ Wu, Guang; Van Alsenoy, C.; Geise, H. J.; Sluyts, E.; Van Der Veken, B. J.; Shishkov, I. F.; Khristenko (2000), "Acetic Anhydride in the Gas Phase, Studied by Electron Diffraction and Infrared Spectroscopy, Supplemented with ab Initio Calculations of Geometries and Force Fields", The Journal of Physical Chemistry A, 104 (7): 1576–1587, Bibcode:2000JPCA..104.1576W, doi:10.1021/jp993131z.
  6. ^ Charles Gerhardt (1852) "유기산 무수물에 대한 조사" , 34:755-758.
  7. ^ Zoeller, J. R.; Agreda, V. H.; Cook, S. L.; Lafferty, N. L.; Polichnowski, S. W.; Pond, D. M. (1992), "Eastman Chemical Company Acetic Anhydride Process", Catal. Today, 13 (1): 73–91, doi:10.1016/0920-5861(92)80188-S
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  10. ^ 를 클릭합니다"Acid Anhydrides", Understanding Chemistry, retrieved 2006-03-25.
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  13. ^ 로저 애덤스와 C. R. 놀러 "p-Broomoacetopenone" 조직신스. 1925, 제5권, 17페이지.doi:10.15227/orgsyn.005.0017
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  15. ^ B. H. 니코렛과 J. A. 벤더 "3-니트로프탈산 무수물" 오르그.Synth. 1927, vol. 7, 74. doi:10.15227/orgsyn.007.0074
  16. ^ R. T. 버츠 "Furfuryl Diacetate" 조직신스. 1953, 33, 39.doi:10.15227/orgsyn.033.0039
  17. ^ 2007년 Ulmann's Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons : New York . doi : 10 . 1002 / 14356007 . a27 _ 419 。
  18. ^ 를 클릭합니다Acetic Anhydride: Frequently Asked Questions (PDF), British Petroleum, archived from the original (PDF) on 2007-10-11, retrieved 2006-05-03.
  19. ^ 를 클릭합니다Acetic Anhydride: Material Safety Data Sheet (PDF) (PDF), Celanese, archived from the original (PDF) on 2007-09-27, retrieved 2006-05-03.
  20. ^ 를 클릭합니다Acetic anhydride (PDF), SIDS Initial Assessment Report, Geneva: United Nations Environment Programme, p. 5.
  21. ^ https://cen.acs.org/articles/90/i32/Making-Wood-Last-Forever-Acetylation.html
  22. ^ "§ 1310.02 - Substances Covered". e-CFR. 2022-02-15. Archived from the original on 2022-02-15.
  23. ^ 를 클릭합니다UN Intercepts Taliban's Heroin Chemical in Rare Afghan Victory, Bloomberg, archived from the original on 22 October 2012, retrieved 2008-10-07.
  24. ^ "Data Sheets". International Occupational Safety and Health Information Centre. Retrieved 2006-04-13.
  25. ^ "NIOSH". Pocket Guide to Chemical Hazards. Archived from the original on 22 April 2006. Retrieved 2006-04-13.

외부 링크