خواص و کاربردهای انیدرید استیک

انیدرید استیک یا اتانوئیک انیدرید که اغلب به طور خلاصه به صورت Ac₂O نمایش داده می شود. مایعی بی رنگ، متحرک، با بویی نافذ و بسیار شبیه به استیک اسید می باشد. انیدرید استیک در دمای اتاق به آهستگی با آب به استیک اسید تبدیل می شود، این هیدرولیز در دماهای بالاتر به طور فوق العاده شدید صورت می گیرد.
مصرف صنعتی عمده آن برای واکنش های استیل دار کردن (وارد کردن رادیکال استیل در یک مولکول آلی) می باشد، برای تولید محصولاتی مانند پراستیک اسید، دی استیل پراکسید، استات ها، استرها و همچنین در جذب آب از واکنش های شیمیایی نیز استفاده می شود. در آزمایشگاه نیز کاربرد وسیعی در سنتزهای آلی و در آنالیز شیمیایی به عنوان یک حلال پیدا کرده است.

استیک انیدرید در تولید برخی داروها و مواد واسطه دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور عمده برای واکنش با آمین های نوع اول که واکنش آن ها در دمای اتاق بدون کاتالیزور عملی است، مصرف می شود. در تولید محصولاتی از جمله استیل سالیسیلیک اسید (آسپرین) ، استانیلید، استیل کولین هیدروکلرید، پاراستامول (استامینوفن)، سولفونامید و ویتامین ها از انیدرید استیک استفاده می شود. بیشترین کاربرد انحصاری انیدرید استیک در تولید سلولز استرها و عمدتاً سلولز استات، و همچنین پولیش کاری الکترولیتی فلزات، به ویژه آلومینیوم و فرآیند نیمه هادی می باشد.

آسپرین

استیک انیدرید اولین مرتبه در سال 1852 از واکنش بنزوئیل کلرید و پتاسیم استات توسط گرهارد به دست آمد. او بعدها طریقه تهیه آسان تری را طراحی کرد، یعنی تهیه از فسفراکسی کلرید و پتاسیم استات. بنزوئیک اسید انیدرید در اثر تقطیر، تبدیل به دو ماده را تحمل می کند و بنزوئیک انیدریدو استیک انیدرید حاصل می شود. گرهارد عطر خوش آن ها را به بوی استیک اسید و گل های آسه بساین تشبیه کرده است. استیک انیدرید در آب سرد به صورت قطرات کوچکی فرو می رود، اما وقتی گرم شود با آب ترکیب می شود.

ناخالصی عمده انیدرید استیک، استیک اسید است که خارج کردن کامل آن کمی مشکل است. به منظور تخلیص، به استیک انیدرید چندین روز زمان می دهند تا در حضور ورقه های نازک سدیم فلزی باقی بماند، سپس محصول سدیم استات را در یک ستون آماده تقطیر می کنند. در یک روش بهتر و ایمن تر، تراشه های منیزیم یا آلومینیوم به جای سدیم به کار می برند و تقطیر تحت خلا صورت می گیرد. خالص بودن محصول با تعیین ضریب شکست نوری یا رسانایی ویژه بهتر اندازه گیری می شود.
مقادیر ناچیز استیک اسید به روش اسپکتروسکوپی مادون قرمز نزدیک، به آسانی آشکار می شوند. استیک اسید را می توان موقع سنجش انیدرید باآنیلین از روی باقیمانده آنیلین مصرف نشده اندازه گیری کرد. مخلوط با مقدار زیادی از آنیلین خنثی می شود و آمین اضافی (واکنش نداده) با پرکلریک اسید استاندارد اندازه گیری حجمی می شود. در نقطه انتهای واکنش رنگ سبز روشنی با معرف بلور بنفش ظاهر می شود. می توان اسید را به طریقه پتانسیومتری تعیین کرد. انیدرید را نیز ممکن است با اگزالیک اسید مطابق رابطه زیر اندازه گیری نمود.

زیادی اگزالیک اسید را می توان با محلول پتاسیم پرمنگنات استاندارد، اندازه گیری حجمی کرد. تجزیه حرارتی استیک انیدرید در یک فرآیند تجزیه یونی تک مولکولی بین 280 و 650 درجه سانتیگراد تولید کتون می کند. این واکنش به ویژه روش راحتی برای تهیه کتون در آزمایشگاه می باشد.

در دماهای بالاتر اتان و کربن دی اکسید تشکیل می شوند. تجزیه نوری استیک انیدرید تولید اتان و کربن مونوکسید (به مقادیر تقریباً مساوی) و کربن دی اکسید در مقادیر کمتر می نماید. بی استیل و متیل استات گاهی اوقات در بین محصولات مایع پدیدار می شوند. به نظر می رسد استیک انیدرید به استیلیوم و یون های استات یونیزه می شود، اما عملاً وقتی که عاری از نمک باشد، یک عایق الکتریکی است.
استیک انیدرید گروه های هیدروکسیل آزاد را بدون یک کاتالیزگر استیل دار خواهد کرد اما واکنش در حضور اسیدها ملایم تر و کامل تر می باشد. مقدار تعیین نشده ای انیدرید استیک هم برای تولید کلرواستیک اسید و استیل کلرید مصرف می شود. استیک انیدرید به ویژه برای واکنش های اکسایشی نه فقط فلزات بلکه برای ترکیبات آلی مفید است و گمان می رود که برای این منظورها مصرف می شود.

ضرایب سلامتی و ایمنی انیدرید استیک

استیک انیدرید اثر مخرب نیرومندی روی بدن انسان دارد. آستانه مجاز تنفس بوی آن 0/49 میلی گرم بر متر مکعب می باشد و چشم ها در اثر مقادیر کمتر نیز دچار ناراحتی می شوند. قرار گرفتن در معرض آن برای مدت طولانی در پوست بسیار سریع نفوذ می کند و تولید سوختگی و تاول های دردناک می نماید، که التیام آن ها کند است. این ماده به ویژه برای عضلات حساس چشم ها، بینی و دهان خطرناک است و باید هنگام مصرف آن مراقبت فوق العاده ای به عمل آید. دستکش لاستیکی، عینک آزمایشگاهی و ماسک صورت توصیه می شود.
مواد متعددی با استیک انیدرید ترکیب می شوند و خطرات ایمنی بیشتری فراهم می کنند. کرومیم تری اکسید به شدت با استیک انیدرید واکنش داده و یک اشتعال خطرناک می دهد. مخلوط نیتریک اسید با انیدرید استیک خطر انفجار بسیار زیادی دارد و گفته می شود که این مخلوط از نیتروگلیسیرین حساس تر است. مخلوط 6 قسمت نیتریک اسید با 4 قسمت استیک انیدرید حساس ترین مخلوط های این دو است. موقع مخلوط کردن این مواد باید بسیار مراقب بود تا از تشکیل استیل نیترات بسیار قابل انفجار جلوگیری شود.

نیتریک اسید را در استیک انیدرید برای نیتره کردن ترکیبات آلی مصرف می کنند. بزرگ ترین انفجار وقتی صورت گرفت که مخلوطی از 568 لیتر پرکلریک اسید و 227 لیتر استیک انیدرید (به عنوان یک اکسید کننده) با صدای وحشتناکی ترکید، 17 نفر کشته شدند و بسیاری زخمی گردیدند و 116 ساختمان از بلوک های مختلف تخریب شد. به دلیل این که این مخلوط ها در پرداخت کاری فلزات بسیار موثر می باشند، روی آن ها مطالعه شده است تا خطرات را کم کنند.
استیل پرکلرات CH₃COO(ClO₃)، احتمالاً در محلول پرکلریک اسید در استیک انیدرید وجود دارد.