Войти
Общая структура амида (в частности, карбоксамида). 
Формамид, простейший амид. 
Аспарагин, аминокислота с боковой цепью (выделено), содержащей амидную группу. В области органической химии, амид, также известный как органический амид или карбоксамид, представляет собой соединение с общей формулой RC (= O) NR'R ", где R, R» и R 'представляют собой органические группы или водородные атомы. Амидная группа называется пептидной связью, когда она является частью основной цепи белка, и изопептидной связью, когда она встречается в боковой цепи, например, в аминокислотах аспарагин и глутамин. Его можно рассматривать как производное карбоновой кислоты RC (= O) OH с гидроксильной группой –OH, замещенной аминогруппой –NR'R ″; или, что эквивалентно, ацильная (алканоильная) группа RC (= O) -, присоединенная к аминогруппе.
Обычными примерами амидов являются ацетамид H 3 C – CONH2, бензамид C 6 H 5 –CONH2 и диметилформамид HCON (–CH 3) 2.
Амиды классифицируются как первичные, вторичные и третичные в зависимости от того, имеет ли подгруппа амина форму –NH 2, –NHR или –NRR ', где R и R' представляют собой группы, отличные от водорода.
Ядро амидов –C (= O) N = называется амидной группой (в частности, карбоксамидной группой).
Амиды широко распространены в природе и технологиях. Белки и важные пластмассы, такие как нейлон, арамид, тварон и кевлар, представляют собой полимеры, звенья которых связаны амидными группами ( полиамиды ); эти связи легко образуются, придают структурную жесткость и сопротивляются гидролизу. Амиды включают многие другие важные биологические соединения, а также многие лекарства, такие как парацетамол, пенициллин и ЛСД. Амиды с низкой молекулярной массой, такие как диметилформамид, являются обычными растворителями.
В обычной номенклатуре к основному названию исходной кислоты добавляют термин «амид». Например, амид, полученный из уксусной кислоты, называется ацетамидом (CH 3 CONH 2). ИЮПАК рекомендует этанамид, но это и связанные с ним официальные названия встречаются редко. Когда амид является производным первичного или вторичного амина, заместители у азота указываются первыми в названии. Таким образом, амид, образованный из диметиламина и уксусной кислоты, представляет собой N, N- диметилацетамид (CH 3 CONMe 2, где Me = CH 3). Обычно даже это название упрощается до диметилацетамида. Циклические амиды называются лактамами ; они обязательно являются вторичными или третичными амидами.
Термин «амид» по - разному выражены / æ м aɪ д / или / æ м ɪ д / или / eɪ м aɪ д / ( слушать ) 
.
Различные произношения могут быть использованы для двух основных чувств, говоря / ə м я д / для карбонила - азот соединения и / eɪ м aɪ д / для аниона. Другие замены одного из них с / æ м ɪ d /.
Шарообразная модель молекулы формамида, показывающая π-молекулярные орбитали (серый цвет). Неподеленная пара электронов на атоме азота делокализована в карбонильную группу, таким образом образуя частичную двойную связь между азотом и углеродом. Фактически, атомы O, C и N имеют молекулярные орбитали, занятые делокализованными электронами, образуя сопряженную систему. Следовательно, три связи азота в амидах не пирамидальные (как в аминах), а плоские.
Структуру амида можно описать также как резонанс между двумя альтернативными структурами:
По оценкам, для ацетамида структура A дает 62% -ный вклад в структуру, а структура B дает 28% -ный вклад. (Эти цифры не составляют 100%, потому что есть дополнительные менее важные формы резонанса, которые не показаны выше). Между атомами водорода и азота активных групп также присутствует водородная связь. В очень напряженном хинуклидоне резонанс в значительной степени предотвращен.
По сравнению с аминами амиды являются очень слабыми основаниями. В то время как конъюгат кислоты из амина имеет р K приблизительно 9,5, то сопряженная кислота амида имеет Ap K с Around -0,5. Следовательно, амиды не обладают столь ярко выраженными кислотно-основными свойствами в воде. Это относительное отсутствие основности объясняется отрывом электронов от амина карбонилом. С другой стороны, амиды являются гораздо более сильными основаниями, чем карбоновые кислоты, сложные эфиры, альдегиды и кетоны (p K a s их сопряженных кислот составляет от -6 до -10).
Протон первичного или вторичного амида не диссоциирует легко при нормальных условиях; его p K a обычно значительно выше 15. Напротив, в чрезвычайно кислых условиях карбонильный кислород может стать протонированным с ap K a, равным примерно -1. Это происходит не только из-за положительного заряда азота, но и из-за отрицательного заряда кислорода, полученного в результате резонанса.
Из-за большей электроотрицательности кислорода карбонил (C = O) является более сильным диполем, чем диполь N – C. Наличие диполя C = O и, в меньшей степени, диполя N – C позволяет амидам действовать как акцепторы водородной связи. В первичных и вторичных амидах присутствие диполей N – H позволяет амидам также выступать в качестве доноров водородных связей. Таким образом, амиды могут участвовать в образовании водородных связей с водой и другими протонными растворителями; атом кислорода может принимать водородные связи от воды, а атомы водорода N – H могут отдавать водородные связи. В результате таких взаимодействий растворимость амидов в воде выше, чем у соответствующих углеводородов. Эти водородные связи также играют важную роль во вторичной структуре белков.
В растворимости амидов и сложных эфиров примерно сопоставимы. Обычно амиды менее растворимы, чем сопоставимые амины и карбоновые кислоты, поскольку эти соединения могут как отдавать, так и принимать водородные связи. Третичные амиды, за важным исключением N, N- диметилформамида, обладают низкой растворимостью в воде.
Присутствие амидной группы –C (= O) N– обычно легко устанавливается, по крайней мере, в небольших молекулах. Его можно отличить от нитро- и цианогрупп в ИК-спектрах. Амиды демонстрируют умеренно интенсивную полосу ν CO около 1650 см -1. По данным спектроскопии 1 H ЯМР, сигналы CON H R появляются в слабых полях. В рентгеновской кристаллографии центр C (= O) N вместе с тремя непосредственно соседними атомами характерно определяют плоскость.
Механизм кислотно-опосредованного гидролиза амида.Амиды подвергаются множеству химических реакций, хотя они менее активны, чем сложные эфиры. Амиды гидролизуются как в горячей щелочи, так и в сильнокислой среде. Кислотные условия дают карбоновую кислоту и ион аммония, в то время как щелочной гидролиз дает ион карбоксилата и аммиак. Протонирование первоначально образовавшегося амина в кислых условиях и депротонирование первоначально образовавшейся карбоновой кислоты в основных условиях делают эти процессы некаталитическими и необратимыми. Амиды также являются универсальными предшественниками многих других функциональных групп. Электрофилы реагируют с карбонильным кислородом. Эта стадия часто предшествует гидролизу, который катализируется как кислотами Бренстеда, так и кислотами Льюиса. Известно, что ферменты, например пептидазы и искусственные катализаторы, ускоряют реакции гидролиза.
| Название реакции | Товар | Комментарий |
|---|---|---|
| Обезвоживание | Нитрил | Реагент: пятиокись фосфора ; бензолсульфонилхлорид ; TFAA / py |
| Перегруппировка Гофмана | Амин с одним атомом углерода меньше | Реагенты: бром и гидроксид натрия. |
| Восстановление амида | Амин | Реагент: алюмогидрид лития с последующим гидролизом. |
| Реакция Вильсмайера – Хаака | Альдегид (через имин ) | POCl 3, ароматический субстрат, формамид |
| Реакция Бишлера – Наперальского | Циклический имин | POCl 3, SOCl 2 и т. Д. |
Существует множество методов синтеза амидов.
Амиды можно получить связыванием карбоновой кислоты с амином. Прямая реакция обычно требует высоких температур, чтобы отогнать воду:
Многие методы включают «активацию» карбоновой кислоты путем ее превращения в более качественный электрофил ; такие как сложные эфиры, хлорангидриды ( реакция Шоттена-Баумана ) или ангидриды ( метод Люмьера-Барбье ).
В обычных методах пептидного синтеза используются связывающие агенты, такие как HATU, HOBt или PyBOP.
Для специализированных применений были разработаны различные реагенты, например трис (2,2,2-трифторэтил) борат.
| Название реакции | Субстрат | подробности |
|---|---|---|
| Нуклеофильное ацильное замещение | ацилхлорид или ангидрид кислоты | Реагент: аммиак или амины |
| Перестановка Бекмана | Циклический кетон | Реагент: гидроксиламин и кислота. |
| Реакция Шмидта | Кетоны | Реагент: азотная кислота. |
| Гидролиз нитрила | Нитрил | Реагент: вода; кислотный катализатор |
| Реакция Вилльгеродта – Киндлера | Арилалкилкетоны | Сера и морфолин |
| Реакция Пассерини | Карбоновая кислота, кетон или альдегид | |
| Уги реакция | Изоцианид, карбоновая кислота, кетон, первичный амин | |
| Реакция Бодру | Карбоновая кислота, реактив Гриньяра с производным анилина ArNHR ' |  |
| Перестановка Чепмена | Арилимино эфир | Для N, N -диариламидов. Механизм реакции основан на нуклеофильном ароматическом замещении.  |
| Лейкарт амидный синтез | Изоцианат | Реакция арена с изоцианатом, катализируемая трихлоридом алюминия, с образованием ароматического амида. |
| Реакция Риттера | Алкены, спирты или другие источники ионов карбония | Вторичные амиды посредством реакции присоединения между нитрилом и ионом карбония в присутствии концентрированных кислот. |
| Фотолитическое присоединение формамида к олефинам | Терминальные алкены | Свободные радикалы реакция омологации между оконечным алкеном и формамидом. |
| Аминолиз сложного эфира | Сложные эфиры | Катализируемая основаниями реакция сложных эфиров с различными аминами с образованием спиртов и амидов. |
Дегидрогенизирующее ацилирование аминов катализируется рутениевыми органическими соединениями :
Реакция протекает путем однократного дегидрирования спирта до альдегида с последующим образованием полуаминаля, который подвергается второму дегидрированию до амида. Удаление воды в полуамине к имину не наблюдается.
Трансамидирование обычно происходит очень медленно, но его ускоряют кислотой Льюиса и металлоорганическими катализаторами :
Первичные амиды (RC (O) NH 2) более подвержены этой реакции.
