एसिटिक एनहाईड्राइड

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Acetic anhydride
Acetic anhydride
Acetic anhydride
Names
Preferred IUPAC name
Acetic anhydride
Systematic IUPAC name
Ethanoic anhydride
Other names
Ethanoyl ethanoate
Acetic acid anhydride
Acetyl acetate
Acetyl oxide
Acetic oxide
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
EC Number
  • 203-564-8
RTECS number
  • AK1925000
UNII
UN number 1715
  • InChI=1S/C4H6O3/c1-3(5)7-4(2)6/h1-2H3 checkY
    Key: WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/C4H6O3/c1-3(5)7-4(2)6/h1-2H3
    Key: WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYAH
  • O=C(OC(=O)C)C
  • CC(=O)OC(=O)C
Properties
C4H6O3
Molar mass 102.089 g·mol−1
Appearance colorless liquid
Density 1.082 g cm−3, liquid
Melting point −73.1 °C (−99.6 °F; 200.1 K)
Boiling point 139.8 °C (283.6 °F; 412.9 K)
2.6 g/100 mL, reacts (see text)
Vapor pressure 4 mmHg (20 °C)[1]
-52.8·10−6 cm3/mol
1.3901
Thermochemistry[2]
−624.4 kJ·mol−1
Pharmacology
Legal status
Hazards
GHS labelling:
GHS02: FlammableGHS05: CorrosiveGHS07: Exclamation mark
Danger
H226, H302, H314, H332
P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301+P312, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P312, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P312, P321, P330, P363, P370+P378, P403+P235, P405, P501
NFPA 704 (fire diamond)
3
2
1
Flash point 49 °C (120 °F; 322 K)
316 °C (601 °F; 589 K)
Explosive limits 2.7–10.3%
Lethal dose or concentration (LD, LC):
1000 ppm (rat, 4 hr)[3]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)
 TWA 5 ppm (20 mg/m3)[1]
REL (Recommended)
 C 5 ppm (20 mg/m3)[1]
IDLH (Immediate danger)
 200 ppm[1]
Safety data sheet (SDS) ICSC 0209
Related compounds
Propionic anhydride
Related compounds
 Acetic acid
Acetyl chloride
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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एसिटिक एनहाइड्राइड या एथेनोइक एनहाइड्राइड रासायनिक सूत्र (CH3CO)2O वाला रासायनिक यौगिक है| सामान्य रूप से संक्षिप्त Ac2O, यह एक कार्बोज़ाइलिक अम्ल का सबसे सरल पृथक कार्बनिक अम्ल एनहाइड्राइड है और व्यापक रूप से कार्बनिक संश्लेषण में अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह एक रंगहीन द्रव है जिसमें एसीटिक अम्ल की जोरदार गंध आती है, जो हवा में नमी के साथ इसकी अभिक्रिया से बनता है।

संरचना और गुण

एक कांच की बोतल में एसिटिक एनहाइड्राइड

एसिटिक एनहाइड्राइड, अधिकांश अम्ल एनहाइड्राइड्स की तरह, एक नॉनप्लानर संरचना वाला एक लचीला अणु है।[4] केंद्रीय ऑक्सीजन के माध्यम से पाई प्रणाली जुड़ाव दो कार्बोनिल ऑक्सीजन के बीच द्विध्रुव-द्विध्रुवीय प्रतिकर्षण की तुलना में बहुत कमजोर प्रतिध्वनि स्थिरीकरण प्रदान करता है। इष्टतम समतलीय संरूपणों में से प्रत्येक के बीच बंधन घुमाव के लिए ऊर्जा अवरोध काफी कम हैं।[5]

अधिकांश अम्ल एनहाइड्राइड्स की तरह, एसिटिक एनहाइड्राइड के कार्बोनिल कार्बन परमाणु में इलेक्ट्रोफिलिक लक्षण होता है, क्योंकि बाहर जाने वाला समूह कार्बोक्सिलेट होता है। आंतरिक विषमता एसिटिक एनहाइड्राइड की शक्तिशाली इलेक्ट्रोफिलिसिटी(वैद्युतकणसंचलन) में योगदान दे सकती है क्योंकि असममित ज्यामिति कार्बोनिल कार्बन परमाणु के एक तरफ को दूसरे की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील बनाती है, और ऐसा करने से एक तरफ कार्बोनिल कार्बन परमाणु की विद्युत धनात्मकता को समेकित करने की प्रवृत्ति होती है (इलेक्ट्रॉन घनत्व आरेख देखें) ).

उत्पादन

एसिटिक एनहाइड्राइड को पहली बार1852 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ चार्ल्स फ्रेडेरिक गेरहार्ट (1816-1856) द्वारा पोटेशियम एसीटेट को बेंज़ोयल क्लोराइड के साथ गर्म करके संश्लेषित किया गया था।[6]

एसिटिक एनहाइड्राइड मिथाइल एसीटेट के कार्बोनाइलीकरण द्वारा निर्मित होता है:[7]

CH3CO2CH3 + CO → (CH3CO)2O

टेनेसी ईस्टमैन एसिटिक एनहाइड्राइड प्रक्रिया में मिथाइल एसीटेट को मिथाइल आयोडाइड और एसीटेट नमक में बदलना सम्मिलित है। बदले में मिथाइल आयोडाइड का कार्बोनिलीकरण एसिटाइल आयोडाइड देता है, जो उत्पाद देने के लिए एसीटेट लवण या एसिटिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है। लिथियम आयोडाइड की उपस्थिति में रोडियाम क्लोराइड उत्प्रेरक के रूप में कार्यरत है। क्योंकि एसिटिक एनहाइड्राइड जल में स्थिर नहीं है और रूपांतरण निर्जल परिस्थितियों में किया जाता है।

घटती सीमा तक, एसिटिक एनहाइड्राइड 45–55 डिग्री सेल्सियस और कम दबाव (0.05–0.2 bar) पर एसिटिक अम्ल के साथ केटीन (एथेनोन) की अभिक्रिया द्वारा भी तैयार किया जाता है।[8]

H2C=C=O + CH3COOH → (CH3CO)2O
(ΔH = −63 kJ/mol)

केटीन के माध्यम से एसिटिक अम्ल से एसिटिक एनहाइड्राइड तक का मार्ग 1922 में वेकर केमी द्वारा विकसित किया गया था।[9] जब सेलूलोज एसीटेट के उत्पादन के कारण एसिटिक एनहाइड्राइड की मांग बढ़ गई थी।

इसकी कम लागत के कारण, अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उपयोग के लिए एसिटिक एनहाइड्राइड समान्यता खरीदा जाता है, तैयार नहीं किया जाता है।

अभिक्रियाएं

एसिटिक एनहाइड्राइड एसिटिलिकेशन के लिए एक बहुमुखी अभिकर्मक है, एसिटाइल समूहों को कार्बनिक सबस्ट्रेट्स में पेश करता है।[10] इन रूपांतरणों में, एसिटिक एनहाइड्राइड को CH3CO+ के स्रोत के रूप में देखा जाता है|

ऐल्कोहॉल और ऐमीन का एसिटिलीकरण

एल्कोहल (रसायन विज्ञान) और एमाइन आसानी से एसिटिलेटेड होते हैं।[11] उदाहरण के लिए, एथेनॉल के साथ एसिटिक एनहाइड्राइड की अभिक्रिया से एथिल एसीटेट प्राप्त होता है:

(CH3CO)2O + CH3CH2OH → CH3CO2CH2CH3 + CH3COOH

अक्सर उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने के लिए पिरिडीन जैसे आधार को जोड़ा जाता है। विशेष अनुप्रयोगों में, लुईस अम्लीय स्कैंडियम लवण ने भी प्रभावी उत्प्रेरक सिद्ध किया है।[12]

सुगन्धित छल्लों का एसिटिलीकरण

सुगंधित छल्ले एसिटिक एनहाइड्राइड द्वारा एसिटिलेटेड होते हैं। समान्यता अभिक्रिया को तेज करने के लिए अम्ल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। उदाहरण बेंजीन का एसिटोफेनोन[13] और फेरोसिन से एसिटाइलफेरोसीन में रूपांतरण:[14]

(C5H5)2Fe + (CH3CO)2O → (C5H5)Fe(C5H4COCH3) + CH3CO2H

अन्य अम्ल एनहाइड्राइड्स की तैयारी

एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ उपचार करने पर डाइकारबॉक्सिलिक अम्ल एनहाइड्राइड में परिवर्तित हो जाते हैं।[15] इसका उपयोग मिश्रित एनहाइड्राइड जैसे कि नाइट्रिक अम्ल, एसिटाइल नाइट्रेट के साथ तैयार करने के लिए भी किया जाता है।

जेमिनल डाइएसिटेट का अग्रदूत

एल्डिहाइड एक अम्लीय की उत्प्रेरक उपस्थिति में एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया करके जेमिनल डाइएसिटेट बनाते हैं।[16] विनयल असेटेट के लिए एक पूर्व औद्योगिक मार्ग में मध्यवर्ती एथिलीडीन डाइएसिटेट सम्मिलित था, एसीटैल्डिहाइड और एसिटिक एनहाइड्राइड से प्राप्त जेमिनल डाइएसिटेट:[17]

CH3CHO + (CH3CO)2O → (CH3CO2)2CHCH3

हाइड्रोलिसिस

एसिटिक एनहाइड्राइड वजन के हिसाब से लगभग 2.6% तक जल में घुल जाता है।[18] जलीय घोलों में सीमित स्थिरता होती है, क्योंकि अधिकांश अम्ल एनहाइड्राइड्स की तरह, एसिटिक एनहाइड्राइड हाइड्रोलिसिस कार्बोक्जिलिक अम्ल देता है। इस कारक में, एसिटिक अम्ल बनता है, यह अभिक्रिया उत्पाद पूरी तरह से जल में घुलनशील है:[19]

(CH3CO)2O + H2O → 2 CH3COOH

अनुप्रयोग

जैसा कि इसके कार्बनिक रसायन से संकेत मिलता है, एसिटिक एनहाइड्राइड मुख्य रूप से एसिटिलीकरण के लिए उपयोग किया जाता है जो व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण सामग्री के लिए अग्रणी है। इसका सबसे बड़ा अनुप्रयोग सेल्युलोज को सेल्युलोज एसीटेट में बदलने के लिए है, जो फोटोग्राफिक फिल्म(परत) और अन्य लेपित सामग्री का एक घटक है, और इसका उपयोग सिगरेट फिल्टर के निर्माण में किया जाता है। इसी प्रकार इसका उपयोग एस्पिरिन(एसिटाइलसैलीसिलिक अम्ल) के उत्पादन में किया जाता है, जो सैलिसिलिक अम्ल के एसिटिलीकरण द्वारा तैयार किया जाता है।[20] यह एक टिकाऊ और लंबे समय तक चलने वाली लकड़ी बनाने के लिए आटोक्लेव संसेचन और बाद में एसिटिलीकरण के माध्यम से एक सक्रिय संशोधन अभिकर्ता के रूप में भी उपयोग किया जाता है।[21]

स्टार्च उद्योग में, एसिटिक एनहाइड्राइड एक सामान्य एसिटिलीकरण यौगिक है, जिसका उपयोग संशोधित स्टार्च (E1414, E1420, E1422) के उत्पादन के लिए किया जाता है।

कानूनी स्थिति

अफ़ीम का सत्त्व के डाइएसिटिलीकरण द्वारा हेरोइन के संश्लेषण के लिए इसके उपयोग के कारण, एसिटिक एनहाइड्राइड को U.S. DEA सूची II अग्रदूत के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, और अन्य कई देशों में प्रतिबंधित है।[22][23]

सुरक्षा

एसिटिक एनहाइड्राइड एक उत्तेजक और ज्वलनशील द्रव है; यह त्वचा के लिए अत्यधिक संक्षारक है और किसी भी सीधे संपर्क के परिणामस्वरूप गंभीर जलन होगी। जल और एल्कोहल के प्रति इसकी अभिक्रियाशीलता के कारण, फोम या कार्बन डाइऑक्साइड को अग्नि शमन के लिए प्राथमिकता दी जाती है।[24] एसिटिक एनहाइड्राइड का वाष्प हानिकारक होता है।[25]

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 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 (in English) (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) “Recherches sur les acides organiques anhydres” (Investigations into the anhydrides of organic acids), Comptes rendus … , 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
  8. ↑ Arpe, Hans-Jürgen (2007-01-11), Industrielle organische Chemie: Bedeutende vor- und Zwischenprodukte (6th ed.), Weinheim: Wiley-VCH, pp. 200–1, ISBN 978-3-527-31540-6.
  9. ↑ Milestones in the history of WACKER, Wacker Chemie AG, retrieved 2009-08-27.
  10. ↑ "Acid Anhydrides", Understanding Chemistry, retrieved 2006-03-25.
  11. ↑ Shakhashiri, Bassam Z., "Acetic Acid & Acetic Anhydride", Science is Fun…, Department of Chemistry, University of Wisconsin, archived from the original on 2006-03-03, retrieved 2006-03-25.
  12. ↑ Macor, John; Sampognaro, Anthony J.; Verhoest, Patrick R.; Mack, Robert A. (2000). "(R)-(+)-2-Hydroxy-1,2,2-Triphenylethyl Acetate". Organic Syntheses. 77: 45. doi:10.15227/orgsyn.077.0045.; Collective Volume, vol. 10, p. 464
  13. ↑ Roger Adams and C. R. Noller "p-Bromoacetophenone" Org. Synth. 1925, vol. 5, p. 17. doi:10.15227/orgsyn.005.0017
  14. ↑ Taber, Douglass F., Column chromatography: Preparation of Acetyl Ferrocene, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Delaware, archived from the original on 2009-05-02, retrieved 2009-08-27.
  15. ↑ B. H. Nicolet and J. A. Bender "3-Nitrophthalic Anhydride" Org. Synth. 1927, vol. 7, 74. doi:10.15227/orgsyn.007.0074
  16. ↑ R. T. Bertz "Furfuryl Diacetate" Org. Synth. 1953, 33, 39. doi:10.15227/orgsyn.033.0039
  17. ↑ G. Roscher "Vinyl Esters" in Ullmann's Encyclopedia of Chemical Technology, 2007 John Wiley & Sons: New York. doi:10.1002/14356007.a27_419
  18. ↑ Acetic Anhydride: Frequently Asked Questions (PDF), British Petroleum, archived from the original (PDF) on 2007-10-11, retrieved 2006-05-03.
  19. ↑ Acetic Anhydride: Material Safety Data Sheet (PDF) (PDF), Celanese, archived from the original (PDF) on 2007-09-27, retrieved 2006-05-03.
  20. ↑ Acetic anhydride (PDF), SIDS Initial Assessment Report, Geneva: United Nations Environment Programme, p. 5.
  21. ↑ Tullo, Alexander (2012-08-06). "लकड़ी को एसिटिलीकरण के साथ हमेशा के लिए अंतिम बनाना". Chemical and Engineering News. No. 32. American Chemical Society. ISSN 0009-2347. Retrieved 2022-09-17.
  22. ↑ "§ 1310.02 - Substances Covered". e-CFR. 2022-02-15. Archived from the original on 2022-02-15.
  23. ↑ UN Intercepts Taliban's Heroin Chemical in Rare Afghan Victory, Bloomberg, archived from the original on 22 October 2012, retrieved 2008-10-07.
  24. ↑ "डाटा शीट". 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.


बाहरी संबंध

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