химический каталог




Современная органическая химия. Том 2

Автор А.Л.Терней

ных объектов изучения в современной биохимии являются белки — сложные полимеры, построенные из аминокислот, которые соединены друг с другом амидпыми связями.

0 И II О II Т1 О 11

I II I I II I I II I (

I—С—N — С — С—N — С—С—N— фрагмент белковой молекулы

' I I

R R'

н2о

О II О II О

,11 I II I II ,

— С— OH + HjiN —С—С— 01H-H2N —С—С—OH-j-HsN —

1 I I 1

П R'

аминокислота аминокислота

Синтез и гидролиз белковых молекул (а некоторые белки уже синтезированы in vitro) требует особых методов. В гл. 25 мы рассмотрим химию аминокислот и белков, а также методы их изучения и синтеза. Но прежде всего остановимся в настоящем разделе на классическом синтезе амидов и гидролизе амидноп связи, тем более что амиды являются важными производными карбоновых кислот.

ОБРАЗОВАНИЕ АМИДОВ. На первый взгляд может показаться, что наиболее простой путь получения амидов должен представлять собой взаимодействие карболовой кислоты с аммиаком. Однако эта реакция дает соли, а по амиды.

,—> NH, нСО,^

NH3 + RCOjH ~{ ^

RC:(0)-NIIJ + н2о

Амиды не образуются в этой реакции из-эа того, что перенос протона от кислоты (RCOaH) к основанию (NH3) происходит гораздо быстрее, чем нуклеофильиая атака карбонильной группы кислоты аммиаком. После переноса протона отрицательный заряд карбоксилат-иона препятствует атаке любым пуклеофилом.

О

БЫСТРО 'Г ©

N0—H^NH, \>

1\\

в

р-О о

МЕДЛЕННО I R—С—О—-Н <=SR—С—О—Н

5 NHa

NH3 ©

По-видимому, наиболее удобный путь получения амидов состоит в реакции хлорангидрида карбоновой кислоты (наиболее реакционноспособного производного карбоновых кислот) с аммиаком, которая протекает быстро и дает высокие выходы соответствующих амидов. Эта реакция требует двух эквивалентов аммиака, поскольку один идет на образование желаемого амида, другой — на реакцию с НО, в результате которой образуется хлорид аммония.

Общая схема реакции:

RC(0)C1 + 2NH3 ->- RC(0)NHS + NH4C1

Обобщенный механизм:

0

„О о, он

R—С—CI »R—C-^-Cl >R—С—N—Н + C1Q

5 Н—N—Н Н

Н—N—Н |

I н н

ОН Он

II I© ^ II / ©

B-C-NjH NH, * R—С—N +NH«

\ н

Н

Аммиак обладает довольно сильными нуклеофильными свойствами, поэтому при взаимодействии его концентрированных водных растворов с хлоран-гидридами образуются амиды, которые практически свободны от солей карбоновых кислот. Ниже мы можем это увидеть на примере получения амида изомасляной кислоты.

(СН3)аСНС(0)С1 + кони. NH3 (водн.) ->- (CH3)2CHC(0)NHj, (80%)

хлорангидрид амид изомасляной

изомасляной кислоты

кислоты

Замещенные амиды получают аналогичным способом при взаимодействии аминов с хлорангидридами. В этом случае также потребуются 2 экв амина, так как один из них будет реагировать с хлористым водородом.

О

О II

-С-С1

R'NHj II

> R —С—NHR'

N-замещенный амид О

HJNH ||

> R—С —NRj

1М,М-дизамещ.енный амид

о о

II II

д) СН3— С — NHCH2CH2CH2CH2NH—С— СН,

о о

е) CH,NH—С-<^ ^—С—NHCH3

Хлорангидриды кислот не являются единственными производными кислот, способными к реакции с аммиаком (и аминами). Как сложные эфиры, так и ангидриды кислот взаимодействуют с аммиаком и аминами с образованием амидов. Бурное протекание реакций ацилирования с использованием ацилгалогенидов (особенно ацетилхлорида) позволяет считать аммонолиз сложных эфиров удачным методом получения амидов.

Общая схема реакции:

О О

II II

R—С— OR' + NHs R-C—NH2+R'OH

сложный эфир амид

Обобщенный механизм:

R—С—OR'«=2 R—С—OR'?=^* R—с—OR'

Г 1<Э I

V II—N—Н N — Н

М1э

,1 А

Н N11,

I'rv. II © е

-С—OR' » R — С—NH2 + NH, + OR'

* " *T=»NH, + HOrV

U

Примером этого процесса является синтез амида циануксусной кислоты из этилового эфира циануксусной кислоты.

О О

II II

NC—СН8— G-OC2H5 + NH3 -> NC—СН2—С—NH2+C2H6OH (88%)

этиловый эфир амид циануксусной

циануксуспой кислоты кислоты

24. Напишите механизм реакции этилового эфира циануксусной кислоты с аммиа-

ком с образованием амида циануксусной кислоты.

25. Напишите механизм реакции, приведенной ниже:

О О О

II II И л ^

СН3—С—0-C-CH3+2NH3 -»- СН3—C-NH2+NH®CH3COQ

Большое значение амидной связи для понимания биохимии белков привело к развитию специальных методов синтеза амидов в мягких условиях. Один из них состоит во взаимодействии кислоты с дициклогексилкарбодии-мидом (ДЦК) с последующей реакцией промежуточного продукта с амином, приводящей к амиду. Этот метод дает амиды с очень высокими выходами

(>90%).

О

R'

2Г>° С

> промежуточный

продукт

2.^1'. || /

R—С—N

R-NHa \н

амид

О \/

II I

R-C-OH + N

II

кислота С

II N

I

/\ /

дцк

Механизм этой реакции показан ниже. Роль дициклогексилкарбодиими-да (ДЦК) состоит в том, что он превращает ОН карбоксила в более легко отщепляемую группу, давая в конце концов 1Ч,Г\Г-дициш1огексилмочовину.

О

(кислота) R—С—О—Н

N=

Л

(ДЦК)

V и

11 ®/

R—С—О:

I

С

о

II ..

R—С—.О^

С—N II -?N

Г "-о

R'NHj \

СИ'

О

н

Н

\ С-

/

атака амина на реак-UUOHHocnocodHbiu промежуточный проиукт

Н—Q

-N

R—С—N4 + XR

амиЬ

t| таутомерия

О

<^ ^>— NH— С—NH—^ ^

К^'-Ьии,иклогексилмочевина

26. а) Нарисуйте резонансные структуры для первого продукта взаимодействия кислоты с дпцнклогекенлкабодиимидом. б) Чем эта частица напоминает енолят-апион? в) Чем эта частица отличается от еполят-аниона?

27. Объясните, почему следует ожидать, что изображенный ниже анион будет более устойчивым, чем алкоксид-ион.

о©

I /Н R —N = C—г/

ГИДРОЛИЗ АМИДОВ. Подобно эфирам, амиды претерпевают гидролиз, катализируемый как кислотами, так и основаниями.

О о

I! н3о® II ф

R—С—N11» > RC— OII + NH. гидролиз, катализируемый кислотами

нагревание

О О

II оне/н2о II

R—С—NH2 н — |1С R — С—O^ + NIIj гидролиз, катализируемый основаниями

Гидролиз амидов, катализируемый кислотами, протекает по механизму, аналогичному механизму кислотного гидролиза эфиров. Пример показан ниже. Обратите внимание, что ключевая стадия в этой последовательности представляет собой атаку воды на протоиированный амид. В этой реакции вода играет роль пуклеофила.

н Н

© / /

V н 9 н ? н

II /и® II / I /

СН3—С — N «=г СНЭ—С—N *—<• CH3—С—N

\ \ © \

С113 СН3 СНз

н н н

о' к ° н ° н

I© / I / I ^1©

CHS—С —N ;=iCHa—С —N СН3—С—N—СН3

п чн \/ хн н

н °о—н о—н

\ / /

N—СНз + СНз—С « > СН3—С©

н о—н хо-н н

СНз—С© н >СНЭ—С + NHjCHa

О—II о —н

28. Напишите механизмы катализируемого кислотой гидролиза: a) CHsC(0)NH2 и б) Н21МС(0)ШТ2 (мочевина)

Катализируемый основаниями гидролиз амидов приводит к образованию карбоксилат-иона и аммиака или аминов в зависимости от строения исходного амида.

О о

II ОнЭ/НгО II _

R—С—NH2 > R—С—O^-f-NH.

нагреван

страница 30
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

Скачать книгу "Современная органическая химия. Том 2" (22.75Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
MSI Aegis Ti-024 9S6-B90311-024
https://wizardfrost.ru/remont_model_3912.html
кованые кровати с ортопедическим основанием
шкаф управления dx ahu vts

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.09.2017)