Un anhídrido de ácido orgánico es un anhídrido de ácido que también es un compuesto orgánico . Un anhídrido de ácido es un compuesto que tiene dos grupos acilo unidos al mismo átomo de oxígeno . [1] Un tipo común de anhídrido de ácido orgánico es un anhídrido carboxílico , donde el ácido original es un ácido carboxílico , siendo la fórmula del anhídrido (RC(O)) 2O . Los anhídridos de ácido simétricos de este tipo se denominan reemplazando el palabra ácido en el nombre del ácido carboxílico original por la palabra anhídrido . [2] Así, (CH 3 CO) 2 O se llama anhídrido acético. Se conocen anhídridos de ácido mixtos (o asimétricos ), como el anhídrido fórmico acético (ver más abajo), en los que se produce una reacción entre dos ácidos carboxílicos diferentes. La nomenclatura de anhídridos de ácido asimétricos enumera los nombres de ambos ácidos carboxílicos reaccionados antes de la palabra "anhídrido" (por ejemplo, la reacción de deshidratación entre el ácido benzoico y el ácido propanoico produciría "anhídrido benzoico propanoico"). [3]
Uno o ambos grupos acilo de un anhídrido de ácido también pueden derivar de otro tipo de ácido orgánico , tal como ácido sulfónico o ácido fosfónico . Uno de los grupos acilo de un anhídrido de ácido puede derivarse de un ácido inorgánico como el ácido fosfórico . El anhídrido mixto del ácido 1,3-bisfosfoglicérico , un intermedio en la formación de ATP mediante glucólisis , [4] es el anhídrido mixto del ácido 3-fosfoglicérico y del ácido fosfórico . Los óxidos ácidos también se clasifican como anhídridos de ácido.
La nomenclatura de los anhídridos de ácidos orgánicos se deriva de los nombres de los ácidos carboxílicos que los constituyen. En los anhídridos de ácido simétricos, sólo se utiliza el prefijo del ácido carboxílico original y se añade el sufijo "anhídrido". Para la mayoría de los anhídridos de ácido asimétricos, también llamados anhídridos mixtos, los prefijos de ambos ácidos que reaccionaron se enumeran antes del sufijo, por ejemplo, anhídrido benzoico propanoico. [5]
Los anhídridos de ácidos orgánicos se preparan en la industria por diversos medios. El anhídrido acético se produce principalmente por la carbonilación del acetato de metilo . [6] El anhídrido maleico se produce por oxidación de benceno o butano . Las rutas de laboratorio enfatizan la deshidratación de los ácidos correspondientes. Las condiciones varían de un ácido a otro, pero el pentóxido de fósforo es un agente deshidratante común :
Los cloruros de ácido también son precursores eficaces: [7]
Los anhídridos mixtos que contienen el grupo acetilo se preparan a partir de cetena :
Los anhídridos de ácido son una fuente de grupos acilo reactivos y sus reacciones y usos se asemejan a los de los haluros de acilo . En reacciones con sustratos próticos, las reacciones producen cantidades iguales del producto acilado y el ácido carboxílico:
para HY = HOR (alcoholes), HNR' 2 (amoniaco, aminas primarias, secundarias), anillo aromático (ver acilación de Friedel-Crafts ).
Los anhídridos de ácido tienden a ser menos electrófilos que los cloruros de acilo , y solo se transfiere un grupo acilo por molécula de anhídrido de ácido, lo que conduce a una menor eficiencia atómica . Sin embargo, el bajo costo del anhídrido acético lo convierte en una opción común para las reacciones de acetilación .
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El anhídrido acético es una importante sustancia química industrial ampliamente utilizada para preparar ésteres de acetato, por ejemplo, acetato de celulosa . El anhídrido maleico es el precursor de diversas resinas por copolimerización con estireno . El anhídrido maleico es un dienófilo en la reacción de Diels-Alder . [8]
Los dianhídridos, moléculas que contienen dos funciones anhídrido de ácido, se utilizan para sintetizar poliimidas y, a veces, poliésteres [9] y poliamidas . [10] Ejemplos de dianhídridos: dianhídrido piromelítico (PMDA), dianhídrido 3,3',4,4'-oxidiftálico (ODPA), dianhídrido 3,3',4,4'-benzofenona tetracarboxílico (BTDA) , 4,4' -anhídrido diftálico (hexafluoroisopropilideno) (6FDA), dianhídrido benzoquinonetetracarboxílico , dianhídrido etilentetracarboxílico . Los polianhídridos son una clase de polímeros caracterizados por enlaces de anhídrido que conectan unidades repetidas de la cadena principal del polímero .
Se han aislado productos naturales que contienen anhídridos de ácido de animales, bacterias y hongos. [11] [12] [13] Los ejemplos incluyen cantaridina de especies de escarabajo ampolla, incluida la mosca española , Lytta vesicatoria , y tautomicina , de la bacteria Streptomyces spiroverticillatus . La familia maleidrida de metabolitos secundarios fúngicos, que poseen una amplia gama de actividad antibiótica y antifúngica, son compuestos alicíclicos con grupos funcionales de anhídrido maleico. [14] Varias proteínas en procariotas [15] y eucariotas [16] se someten a una escisión espontánea entre los residuos de aminoácidos ácido aspártico y prolina a través de un intermedio de anhídrido ácido. En algunos casos, el anhídrido puede reaccionar con nucleófilos de otros componentes celulares, como en la superficie de la bacteria Neisseria meningitidis o con proteínas localizadas cerca. [17]
Las imidas son análogos estructuralmente relacionados, donde el oxígeno puente se reemplaza por nitrógeno. De manera similar, se forman por condensación de ácidos dicarboxílicos con amoníaco. La sustitución de todos los átomos de oxígeno por nitrógeno da lugar a imidinas , un grupo funcional raro que es muy propenso a la hidrólisis.
El azufre puede reemplazar al oxígeno, ya sea en el grupo carbonilo o en el puente. En el primer caso, el nombre del grupo acilo está entre paréntesis para evitar ambigüedades en el nombre, [2] por ejemplo, anhídrido (tioacético) (CH 3 C(S)OC(S)CH 3 ). Cuando dos grupos acilo están unidos al mismo átomo de azufre, el compuesto resultante se llama tioanhídrido, [2] por ejemplo, tioanhídrido acético ((CH 3 C (O)) 2 S).
