14.17 : Reaktionen von Säureanhydriden

Die Reaktionen von Säureanhydriden sind analog zu den Reaktionen von Säurechloriden und verlaufen über eine nukleophile Acylsubstitution. Sie unterscheiden sich lediglich in der Identität der Abgangsgruppe. Bei einer Säure-Chlorid-Reaktion ist die abspaltende Gruppe ein Chloridion und das Nebenprodukt ist Salzsäure. Bei einer Säureanhydridreaktion hingegen ist die abspaltende Gruppe ein Carboxylation, und das Nebenprodukt ist eine Carbonsäure.

Die Reaktion von Säureanhydriden beinhaltet den nukleophilen Angriff an einer Carbonylgruppe, während die zweite Carbonylgruppe Teil der Abgangsgruppe wird.

Die Säureanhydride werden mit Wasser hydrolysiert, um zwei Äquivalente Carbonsäure zu ergeben. Bei der Alkoholyse fungiert Alkohol als Nukleophil und reagiert mit einem Säureanhydrid unter Bildung eines Esters und einer Carbonsäure.

Säureanhydride reagieren mit Ammoniak, primären Aminen und sekundären Aminen zu primären, sekundären bzw. tertiären Amiden. Als Nebenprodukt entsteht jeweils ein Carbonsäuremolekül.

Säureanhydride werden in Gegenwart eines starken Reduktionsmittels wie Lithiumaluminiumhydrid zu primären Alkoholen reduziert. Es ist jedoch möglich, die Reaktion am Aldehyd zu stoppen, indem man ein milderes Reduktionsmittel wie Diisobutylaluminiumhydrid oder Lithiumtri(t-butoxy)aluminiumhydrid verwendet.

Organomagnesiumhalogenide, allgemein bekannt als Grignard-Reagenzien, wandeln Säureanhydride in tertiäre Alkohole um, die über ein Keton-Zwischenprodukt erfolgen. Lithiumdialkylcuprat, bekannt als Gilman-Reagenzien, reduziert Säureanhydride selektiv zu Ketonen.

Bei allen Säureanhydridreaktionen geht die Hälfte der Anhydride als Abgangsgruppe verloren. Dies macht die Anhydride als Ausgangsmaterialien ineffizient. Eine Ausnahme bildet jedoch die Bildung von Halbestern und Halbamiden aus cyclischen Anhydriden.