ऑर्गेनिक एसिड एनहाइड्राइड
ऑर्गेनिक एसिड एनहाइड्राइड एक एसिड एनहाइड्राइड है जो एक कार्बनिक यौगिक है। एसिड (अम्ल) एनहाइड्राइड एक यौगिक है जिसमें दो एसाइल समूह समान ऑक्सीजन परमाणु से बंधे होते हैं।[1] एक सामान्य प्रकार का कार्बनिक एसिड एनहाइड्राइड एक कार्बोक्जिलिक एनहाइड्राइड है, जहां मूल एसिड एक कार्बोक्जिलिक एसिड है, एनहाइड्राइड का सूत्र (RC(O))2O है। इस प्रकार के सिमेट्रिकल एसिड एनहाइड्राइड्स का नाम मूल कार्बोक्जिलिक एसिड के नाम में एसिड शब्द को एनहाइड्राइड शब्द से बदलकर रखा गया है।[2] अतः (CH3CO)2O को ऐसीटिक एनहाइड्राइड कहते हैं। मिश्रित (या असममित) एसिड एनहाइड्राइड्स, जैसे कि एसिटिक फॉर्मिक एनहाइड्राइड (नीचे देखें), ज्ञात हैं, जिससे दो अलग-अलग कार्बोक्जिलिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया होती है। असममित एसिड एनहाइड्राइड्स के नामकरण में "एनहाइड्राइड" शब्द से पहले दोनों प्रतिक्रियाशील कार्बोक्जिलिक एसिड के नाम सूचीबद्ध होते हैं (उदाहरण के लिए, बेंजोइक एसिड और प्रोपेनोइक एसिड के बीच निर्जलीकरण प्रतिक्रिया से "बेंजोइक प्रोपेनोइक एनहाइड्राइड" निकलेगा)।[3]
एसिड एनहाइड्राइड के एक या दोनों एसाइल समूह दूसरे प्रकार के कार्बनिक अम्ल, जैसे सल्फोनिक एसिड या फॉस्फोनिक एसिड से भी प्राप्त किए जा सकते हैं। एसिड एनहाइड्राइड के एसाइल समूहों में से एक को फॉस्फोरिक एसिड जैसे अकार्बनिक एसिड से प्राप्त किया जा सकता है। मिश्रित एनहाइड्राइड 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरिक एसिड, ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से एटीपी के निर्माण में एक मध्यवर्ती, [4] 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड और फॉस्फोरिक एसिड का मिश्रित एनहाइड्राइड है। अम्लीय ऑक्साइड को एसिड एनहाइड्राइड्स के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है।
तैयारी
उद्योग में कार्बनिक अम्ल एनहाइड्राइड्स विविध तरीकों से तैयार किए जाते हैं। एसिटिक एनहाईड्राइड मुख्य रूप से मिथाइल एसीटेट के कार्बोनाइलीकरण द्वारा निर्मित होता है।[5] मेलिक एनहाइड्राइड बेंजीन या ब्यूटेन के ऑक्सीकरण से उत्पन्न होता है। प्रयोगशाला मार्ग इसी अम्ल के निर्जलीकरण पर जोर देते हैं। स्थितियाँ एसिड से एसिड में भिन्न होती हैं, लेकिन फास्फोरस पेंटाक्साइड एक सामान्य निर्जलीकरण एजेंट है:
- 2 CH3COOH + P4O10 → CH3C(O)OC(O)CH3 + "P4O9(OH)2"
- एसिड क्लोराइड भी प्रभावी पूर्ववर्ती हैं:[6]
- CH3C(O)Cl + HCO2Na → HCO2COCH3 + NaCl
एसिटाइल समूह वाले मिश्रित एनहाइड्राइड्स को केटीन से तैयार किया जाता है:
- RCO2H + H2C=C=O → RCO2C(O)CH3
प्रतिक्रियाएं
एसिड एनहाइड्राइड्स प्रतिक्रियाशील एसाइल समूहों का एक स्रोत हैं, और उनकी प्रतिक्रियाएँ और उपयोग एसाइल हैलाइड्स के समान हैं। प्रोटिक सबस्ट्रेट्स के साथ प्रतिक्रियाओं में, प्रतिक्रियाओं में एसीलेटेड उत्पाद और कार्बोक्जिलिक एसिड की बराबर मात्रा होती है:
- RC(O)OC(O)R + HY → RC(O)Y + RCO2H
HY = HOR (अल्कोहल), HNR'2 (अमोनिया, प्राथमिक, द्वितीयक अमाइन), सुगंधित वलय (फ्रीडेल-क्राफ्ट एसाइलेशन देखें)।
एसिड एनहाइड्राइड एसाइल क्लोराइड की तुलना में कम इलेक्ट्रोफिलिक होते हैं, और एसिड एनहाइड्राइड के प्रति अणु में केवल एक एसाइल समूह स्थानांतरित होता है, जिससे परमाणु दक्षता कम होती है। तथापि, एसिटिक एनहाइड्राइड की कम लागत, एसिटिलीकरण अभिक्रियाओं के लिए इसे एक साधारण विकल्प बनाती है।
एसिड एनहाइड्राइड्स के अनुप्रयोग और घटना
- Illustrative acid anhydrides
कई अनुप्रयोगों के लिए बड़े पैमाने पर एसिटिक एनहाइड्राइड का उत्पादन किया जाता है।
नेफ़थलेनेटेट्राकारबॉक्सिलिक डायनहाइड्राइड, जटिल कार्बनिक यौगिकों के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक, डायनहाइड्राइड का एक उदाहरण है।
मैलिक एनहाइड्राइड एक चक्रीय एनहाइड्राइड है, जिसका व्यापक रूप से औद्योगिक कोटिंग्स बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट अपने प्रोटोनेटेड रूप में फॉस्फोरिक एसिड से प्राप्त एक एनहाइड्राइड है।
1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरिक एसिड व्यापक रूप से चयापचय मार्गों में होता है।
3'-फॉस्फोडेनोसिन-5'-फॉस्फोसल्फेट (PAPS) सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड का मिश्रित एनहाइड्राइड है और जैविक सल्फेट ट्रांसफर प्रतिक्रियाओं में सबसे आम कोएंजाइम है।
.svg){kind=small}
एसिटिक एनहाइड्राइड एक प्रमुख औद्योगिक रसायन है जिसका उपयोग व्यापक रूप से एसीटेट एस्टर तैयार करने के लिए किया जाता है। उदा. सेलूलोज एसीटेट। मेलिक एनहाइड्राइड स्टाइरीन के साथ सहबहुलीकरण द्वारा विभिन्न रेजिनों का पूर्ववर्ती है। डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया में मैलिक एनहाइड्राइड एक डायनोफाइल है।[7]
डायनहाइड्राइड्स, अणुओं में दो एसिड एनहाइड्राइड फ़ंक्शन होते हैं, जिनका उपयोग पॉलीइमाइड्स और कभी-कभी पॉलीस्टर्स और पॉलीमाइड्स को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। डायनहाइड्राइड्स के उदाहरण: पाइरोमेलिटिक डायनहाइड्राइड (पीएमडीए), 3,3', 4,4' - ऑक्सीडिफ्थलिक डायनहाइड्राइड (ओडीपीए), 3,3', 4,4'-बेंजोफेनोन टेट्राकारबॉक्सिलिक डायनहाइड्राइड (बीटीडीए), 4,4'-डिप्थैलिक (हेक्साफ्लोरोइसोप्रोपाइलिडीन) एनहाइड्राइड (6FDA), बेंजोक्विनोनेटेट्राकारबॉक्सिलिक डायनहाइड्राइड, एथिलीनटेट्राकारबॉक्सिलिक डायनहाइड्राइड। पॉलीएनहाइड्राइड्स पॉलिमर का एक वर्ग है जो एनहाइड्राइड बॉन्ड जो पॉलीमर बैकबोन चेन की रिपीट यूनिट्स को जोड़ते हैं।
जैविक घटना
एसिड एनहाइड्राइड युक्त प्राकृतिक उत्पादों को जानवरों, जीवाणुओं और कवक से अलग किया गया है।[8][9][10] उदाहरणों में ब्लिस्टर बीटल की प्रजातियों से कैंथरिडिन सम्मिलित हैं, जिसमें बैक्टीरिया स्ट्रेप्टोमीस स्पिरोवर्टिसिलेटस से स्पेनिश फ्लाई, लिट्टा वेसीटोरिया और टॉटोमाइसिन सम्मिलित हैं। फंगल द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का मेलाइड्राइड परिवार, जिसमें एंटीबायोटिक और एंटीफंगल गतिविधि की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, मैलिक एनहाइड्राइड कार्यात्मक समूहों के साथ एलिसिलिक यौगिक होते हैं।[11] प्रोकैरियोट्स[12] और यूकेरियोट्स[13] में कई प्रोटीन अमीनो एसिड अवशेषों एस्पार्टिक एसिड और प्रोलाइन के बीच एक एसिड एनहाइड्राइड मध्यवर्ती के बीच सहज दरार से गुजरते हैं। कुछ मामलों में, एनहाइड्राइड तब अन्य कोशिकीय घटकों के न्यूक्लियोफिल्स के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जैसे कि जीवाणु नीसेरिया मेनिंगिटिडिस की सतह पर या आस-पास स्थानीयकृत प्रोटीन पर।[14]
एनालॉग्स
नाइट्रोजन
इमाइड संरचनात्मक रूप से संबंधित एनालॉग हैं, जहां ब्रिजिंग ऑक्सीजन को नाइट्रोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। वे समान रूप से अमोनिया के साथ डाइकार्बोक्सिलिक एसिड के संघनन द्वारा बनते हैं। नाइट्रोजन के साथ सभी ऑक्सीजन परमाणुओं के प्रतिस्थापन से इमिडीन्स मिलते हैं, ये एक दुर्लभ कार्यात्मक समूह हैं जो हाइड्रोलिसिस के लिए बहुत प्रवण होते हैं।
गंधक
कार्बोनिल समूह या सेतु में सल्फर ऑक्सीजन को प्रतिस्थापित कर सकता है। पूर्व मामले में, एसाइल समूह का नाम नाम में अस्पष्टता से बचने के लिए कोष्ठकों में संलग्न है,[2] उदाहरण के लिए, (थियोएसेटिक) एनहाइड्राइड (CH3C(S)OC(S)CH3)। जब दो एसाइल समूह एक ही सल्फर परमाणु से जुड़े होते हैं, तो परिणामी यौगिक को थायोएनहाइड्राइड कहा जाता है,[2] उदाहरण के लिए, एसिटिक थियोएनहाइड्राइड ((CH3C(O))2S)।
यह भी देखें
- बेस एनहाइड्राइड
- बेंज़ोइल पेरोक्साइड - संरचनात्मक रूप से समान लेकिन रासायनिक रूप से बहुत अलग
संदर्भ
- ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "acid anhydrides". doi:10.1351/goldbook.A00072
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Panico R, Powell WH, Richer JC, eds. (1993). "Recommendation R-5.7.7". A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds. IUPAC/Blackwell Science. pp. 123–25. ISBN 0-632-03488-2.
- ↑ "एनहाइड्राइड्स का नामकरण". 8 November 2013.
- ↑ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
- ↑ 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
- ↑ Lewis I. Krimen (1988). "Acetic Formic Anhydride". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 6, p. 8
- ↑ 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
- ↑ Saleem, Muhammad; Hussain, Hidayat; Ahmed, Ishtiaq; Draeger, Siegfried; Schulz, Barbara; Meier, Kathrin; Steinert, Michael; Pescitelli, Gennaro; Kurtán, Tibor; Flörke, Ulrich; Krohn, Karsten (February 2011). "Viburspiran, मैलिक एनहाइड्राइड प्राकृतिक उत्पादों के ऑक्टाड्राइड वर्ग का एक एंटिफंगल सदस्य". European Journal of Organic Chemistry. 2011 (4): 808–812. doi:10.1002/ejoc.201001324.
- ↑ Han, Chunguang; Furukawa, Hiroyuki; Tomura, Tomohiko; Fudou, Ryosuke; Kaida, Kenichi; Choi, Bong-Keun; Imokawa, Genji; Ojika, Makoto (24 April 2015). "बायोएक्टिव मैलिक एनहाइड्राइड्स और जलीय हाइफ़ोमाइसेट ट्रिक्लेडियम कैस्टेनिकोला से संबंधित डायएसिड्स". Journal of Natural Products. 78 (4): 639–644. doi:10.1021/np500773s. PMID 25875311.
- ↑ Heard, David M.; Tayler, Emyr R.; Cox, Russell J.; Simpson, Thomas J.; Willis, Christine L. (3 January 2020). "मेनिक एनहाइड्राइड और संबंधित डायसिड प्राकृतिक उत्पादों पर संरचनात्मक और सिंथेटिक अध्ययन" (PDF). Tetrahedron. 76 (1): 130717. doi:10.1016/j.tet.2019.130717. S2CID 209714625.
- ↑ Chen, Xiaolong; Zheng, Yuguo; Shen, Yinchu (May 2007). "Natural Products with Maleic Anhydride Structure: Nonadrides, Tautomycin, Chaetomellic Anhydride, and Other Compounds". Chemical Reviews. 107 (5): 1777–1830. doi:10.1021/cr050029r. PMID 17439289.
- ↑ Kuban, Vojtech (2020). "Structural Basis of Ca 2+-Dependent Self-Processing Activity of Repeat-in-Toxin Proteins". mBio. 11 (2): e00226-20. doi:10.1128/mBio.00226-20. PMC 7078468. PMID 32184239.
- ↑ Bell, Christian (2013). "प्रतिकारक मार्गदर्शन अणु (आरजीएम) -नोजेनिन सिग्नलिंग हब की संरचना". Science. 341 (6141): 77–80. Bibcode:2013Sci...341...77B. doi:10.1126/science.1232322. PMC 4730555. PMID 23744777.
- ↑ Scheu, Arne (2021). "NeissLock अंतर्जात प्रोटीन के सहसंयोजक लक्ष्यीकरण के लिए एक प्रेरक प्रोटीन एनहाइड्राइड प्रदान करता है". Nature Communications. 12 (1): 717. Bibcode:2021NatCo..12..717S. doi:10.1038/s41467-021-20963-5. PMC 7846742. PMID 33514717.
