ко ряд факторов позволяет считать, что и эта реакция включает нуклеофильное содействие со стороны внутреннего амина. Среди них следует отметить: 1) идентичность наклонов на гамметовских зависимостях (р = -Ь2,2—2,5) для меж- и внутримолекулярных процессов; 2) идентичность энтальпий активации для меж- и внутримолекулярных процессов; 3) более высокое значение члена TAS^ (порядка 4—5 ккал/моль) для внутримолекулярного процесса по сравнению с межмолекулярным. Еще одним доводом в пользу нуклеофильного механизма гидрою. ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЙ КАТАЛИЗ И ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ РЕАКЦИИ 267

лиза могут служить рассчитанные для реакции с участием гидроксид-иона и общей кислоты абсолютные константы скорости, которые приближаются к диффузионному пределу.

10.2.4. Ускорение амидными группами

Амидные группы способны проявлять высокую нуклеофиль-ную внутримолекулярную каталитическую активность. Амид-анион проявляет свойства амбидентного нуклеофила, т. е. и азот, и кислород могут выступать как реакционные центры. Если нуклеофилом выступает азот, то процессы идут с промежуточным образованием соответствующих им и до в [20]. Щелочной гидролиз амидов янтарной, малеиновой, фталевой и \,2-цис-циклогексанкарбоновой кислот идет значительно быстрее, чем гидролиз амида уксусной кислоты. В ходе гидролиза диамидов промежуточное образование имидов было обнаружено спектрофотометр и чески. Механизм процесса показан на схеме {10.27), Гидролиз метйл-Ы-метилфталамата протекает аналогично через промежуточное образование имида типа 10.17. Константа скорости превращения метил-Ы-метилфталамата в соответствующий имид под действием лидроксид-ионов равна .12 400 л/(моль-с): Однако гидролиз имида до конечных продуктов идет в 200— 300 раз медленнее, чем гидролиз соответствующего сложного эфира под действием гидроксид-ионов.

(10.27)

Внутримолекулярная нуклеофильная атака амидной группой играет важную роль в процессах рацемизации оптически актив.-ных аминокислот. Амидный ^атом .кислорода (1) N-ациламинокислот внутримолекулярно.атакует карбонильный атом углерода (5) с отщеплением НХ, приводя к оксазолону 10.18 [ехема (10.28)]. Оксазолон 10.18 под действием основания легко теряет протон при атоме углерода С-4, превращаясь в соответствующий анион, который дополнительно стабилизирован за счет резонанса, как показано на схеме (10.29). Рацемизация аниона^ таким образом, протекает весьма легко. Образование оксазоло-нов было доказано различными методами и является важнейшим маршрутом рацемизации аминокислот. Следует отметить,, что к рацемизации также приводит и непосредственный отрыв,

протона от а-углерода аминокислотного фрагмента под действием основания.

* R

I '

R'-CONHCH-COX ^ 4<ГН~59"° + НХ (10.2S)

3N 2 J01

R'

10.18

R R R

I I i

~C C-0 c==C-0" С C=0

I 1 I I «-* II I ПО 29)

\/ \/° \y° { ]

R' R' R'

Показанный на схеме (10.30) гидролиз диамида идет примерно в Ю4 раз быстрее по сравнению с гидролизом N,N'-A«i-циклогексилбензамида в уксусной кислоте. о-Бензамидная группировка, вероятно, функционирует как внутримолекулярный нуклеофильный катализатор. Подтверждением этому служит возможность при проведении реакции в сухом диоксане выделить в индивидуальном виде бензоилантранил (10.19), который затем быстро гидролизуется в уксуснокислом растворе [21]: н

A^Ph

ДС.н„), ~" ^SR0 ^СОЙ <10Л°>

о

10.19

Щелочной гидролиз триэфиров фосфорной кислоты, содержащих амидную группу, сопровождается образованием А2-окса-золина (10.20) в качестве промежуточного продукта [схема (10.31)]. В водном нейтральном растворе промежуточный продукт фиксируется спектрофотометрически, и его спектр совпадает со спектром синтезированного независимо Д2-оксазолина. При этом скорость разложения обоих образцов в одинаковых условиях совпадает.

о

CH2-OP(OR)2 /0-СН2 HiG

Ч«., ХТТ ? АгС

N-CH2 10.20

(10.31)

Ar-cf° ^0H + Ar-Cf°

XNH-CH2 N0-CH2-CH2NH2

Внутримолекулярный нуклеофильный катализ амидной группой распространен очень широко и реализуется в различных вариантах. При сравнении катализируемых амидом реакций,, приводящих к образованию имидов и оксазолинов с одинаковым числом атомов в цикле, выяснилось, что имиды генерируются значительно быстрее. Причина этого пока еще не ясна. Однако возможность быстрого взаимодействия внутримолекулярных амидных групп следует всегда принимать во внимание при обсуждении ферментативных реакций, в которых участвуют полиамиды.

10.2.5. Ускорение гидроксильной группой и первичными аминами

Диэфиры фосфорной кислоты, содержащие гидрофильную группу при р-углеродном атоме, гидролизуются легко по сравнению с незамещенными диэфирами фосфорной кислоты. Например, щелочной гидролиз метил-2-гидроксициклогексилфосфата идет примерно в 10 раз быстрее, чем гидролиз диметилфосфата. Кроме того, активность цис-формы значительно выше, чем транс-формы. Это наводит на мысль, что соседние гидраксиль-ные группы выступают как нуклеофилы, и в ходе реакции образуются промежуточные циклические пятичлен