Амидами называют производные кислот, в которых гидроксильная группа заменена на аминогруппу. Амиды можно рассматривать также как ацильные производные аминов. По номенклатуре IUPAC названия амидов строятся из названия соответствующей кислоты заменой окончания -овая
кислота
на -амид
:
Большинство амидов представляет собой бесцветные кристаллические вещества. Низшие гомологи растворимы в воде. Из-за наличия межмолекулярных водородных связей у них относительно высокие температуры кипения.
1. Получение амидов
Амиды могут быть получены из всех производных кислот.
1.1. Синтез амидов из карбоновых кислот
При нагревании сухих карбоксилатов аммония они отщепляют воду превращаясь в амиды:
(60)
Упр. 41.
Какой амид может быть получен при нагревании аммонийкарбоксилатов, образующихся из: (а) муравьиной кислоты и аммиака, (б) уксусной кислоты и метиламина, (в) адипиновой кислоты и аммиака, (г) уксусной кислоты и гексаметилендиамина, (д) адипиновой кислоты и метиламина.
Реакция часто проводится путем пропускания паров кислот вместе с аммиаком над дегидратирующими катализаторами.
На этой реакции основан промышленный процесс получения нейлона по схеме:
адипиновая кислота гексаметилендиамин
n[-
OOC(CH2
)4
COO-
H3
N+
(CH2
)6
N+
H3
] -[-OCC(CH2
)4
CONH(CH2
)6
NH-]n
¾ (61)
нейлоновая соль нейлон 6,6
В лаборатории амиды чаще всего получают действием на аммиак или амины хлорангидридами и ангидридами карбоновых кислот:
Циклические ангидриды кислот реагируя с аммиаком превращаются в аммонийные соли амидокислот:
(62)
фталевый ангидрид фталамат аммония фталамовая кислота
Нагревание амидокислот вызывает их дегидратацию с образованием имидов
.
(63)
фталамовая кислота фталимид
Синтез фталимида из фталевого ангидрида, таким образом, сводится к следующей схеме:
(64)
Аналогичным образом из ангидрида янтарной кислоты получают сукцинимид:
(65)
ангидрид янтарной кислоты сукцинимид
Бромированием сукцинимида в разб. H2
SO4
в присутствии NaBr в промышленности получают N-бромсукцинимид (NBS):
(66)
Ранее мы уже встречались с N-бромсукцинимидом (NBS), как реагентом аллильного и бензильного галогенирования.
1.2. Получение амидов из оксимов перегруппировкой Бекмана
Наибольшее значение имеют продукты перегруппировки циклических оксимов - лактамы. Практическое применение эта реакция находит в синтезе капролактама, полимеризующегося в капрон:
Фенол циклогексанол циклогексанон оксим циклогексанона
(67)
капролактам капрон
1.3. Получение амидов из сложных эфиров
Эта реакция имеет большое практическое значение. В промышленности из метилформиата и аммиака получают формамид:
(68)
формамид
Исходный метилформиат получают из метанола и окиси углерода:
(69)
Технология процесса позволяет проводить реакцию так, чтобы сочетать образование метилформиата и его превращение в формамид.
(70)
Формамид представляет собой бесцветную жидкость (Т.кип. 210,7 О
С) и используется как растворитель. Один из важнейших биполярных апротонных растворителей N,N-диметилформамид (ДМФА, Т.кип. 152 о
С) получают из диметиламина и окиси углерода через метилформиат:
(71)
2. Реакции амидов
2.1. Кислотность амидов
В отличие от аминов амиды являются лишь слабыми основаниями. Это обусловлено сопряжением электронной пары атома азота с карбонильой группой.
В то же время они являются слабыми кислотами.
(72)
В имидах к атому азота присоединены две ацильные группы, что делает их еще более кислыми, чем амиды. Имиды настолько кислы, что растворяются в холодных водных растворах щелочей. Важным применением имидов, основанном на их кислотности, является синтез первичных аминов по Габриэлю.
Имид, чаще всего фталимид, превращают в калиевую соль действием спиртового раствора KOH; обработка этой соли алкилгалогенидом дает N-алкилфталимид, гидролиз которого приводит к образованию первичного амина и фталата калия:
(73)
фталимид фталимид калия
(74)
N-алкилфталимид фталат калия первичный амин
Упр.42.
Напишите реакции получения фталимидным методом Габриэля (а) пропиламина, (б) бензиламина, (в) аллиламина.
2.2. Восстановление амидов
При воссановлении амидов натрием в этаноле или алюмогидридом лития, так же как и при каталитическом гидрировании образуются амины:
(75)
N-Замещенные амиды аналогичным образом дают вторичные и третичные амины.
2.3. Гидролиз амидов
Гидролиз амидов - типичная реакция производных карбоновых кислот. Она протекает как нуклеофильное замещение и катализируется как кислотами, так и основаниями.
(76)
механизм
(М 11)
Упр. 43
. Напишите реакции кислотного и щелочного гидролиза (а) формамида,
(б) диметилформамида, (в) N,N-диэтилбензамида, (г) адипамида, (д) нейлона,
(е) капролактама, (ж) капрона. Опишите механизм этих реакций.
2.3. Дегидратация амидов
Такие дегидратирующие агенты как SOCl2
, P4
O10
отщепляют от амидов воду и с хорошим выходом дают нитрилы:
(77)
амид изомасляной изобутиронитрил
Формамид просто при нагревании превращается в синильную кислоту:
(78)
формамид синильная кислота
Этим методом ее и получают в промышленности.
2.4. Расщепление амидов по Гофману
По реакции Гофмана из амидов получают амины, содержащие на один атом углерода меньше, чем в исходном амиде:
(79)
амид изомасляной кислоты изопропиламин
Механизм перегруппировки Гофмана (расщепления амидов по Гофману).
На первом этапе происходит бромирование амидов в щелочной среде:
(М 12)
амид N-бромамид
На второй стадии щелочь отщепляет протон и образуется анион N-бромамида изомеризующийся в изоцианат:
N-бромамид изоцианат
Изоцианат далее гидролизуется и разлагается с образованием амина:
изоцианат карбамат-ион амин
Упр.44.
Напишите реакции получения (а) метиламина из ацетамида, (б) этиламина из амида пропионовой кислоты и (в) 1.4-диаминопропана из адипамида и опишите их механизм.
Упр.45.
Завершите реакции:
(а) (б)
3. Амиды угольной кислоты
Угольной кислоте соответствует два вида амидов:
карбаминовая кислота мочевина
Карбаминовая кислота неустойчива. Устойчивы лишь ее соли, их называют карбаматами. Карбамат аммония может быть получен из сухого аммиака и диоксида углерода:
(80)
карбамат аммония
В промышленности мочевину получают из двуокиси углерода и аммиака через карбамат аммония, который при 130-150о
С и давлении 35-40 ат дегидратируется:
(81)
карбамат аммония
Конденсацией формальдегида с мочевиной получают мочевино-формальдегидные смолы:
(82)
мочевиноформальдегидная смола
Другие работы по теме:
Реакции аминов
По рациональной номенклатуре амины - это алкил или ариламины. Алкилирование алкилгалогенидами и окисление третичных аминов. Ацилирование и действие сульфонилхлоридов, замещение ароматических аминов в кольцо. Взаимодействие аминов с азотистой кислотой.
Аммиак и аминокислоты, их роль в нашей жизни
Понятие аминокислот, их сущность, строение, история открытия, структура, свойства, классификация, назначение и применение. Аммиак, его определение, основные физические и химические свойства, особенности получения, применение и физиологическое действие.
Амины
Сущность, понятие и характеристика аминов. Их основные свойства и реакции. Характеристика реакций получения аминов, их восстановления и окисления. Методы получения аминов. Аммонолиз гелоленуглеводородов, описание их основных свойств и реакций соединений.
ИК-спектральное проявление водородных связей
Сущность и природа водородной связи. Водородные связи и свойства органических соединений. Метод инфракрасной спектроскопии. Инфракрасное излучение и колебания молекул. Анализ спектральных характеристик растворов пространственно-затрудненных фенолов.
Синтез аммиака
АММИАК (от греч. hals ammoniakos, букв. - амонова соль; так назывался нашатырь, к-рый получали близ храма бога Амона в Египте) NH3, бесцв. газ с резким запахом. Молекула имеет форму правильной пирамиды (см. рис. 1). Связи N— Н полярны;
Функциональные производные карбоновых кислот
Классификация и разновидности производных карбоновых кислот, характеристика, особенности, реакционная способность. Способы получения и свойства ангидридов, амидов, нитрилов, сложных эфиров. Отличительные черты непредельных одноосновных карбоновых кислот.
Свойства дикарбоновых кислот и их ангидридов
Сущность, общая формула и методика получения дикарбоновых кислот окислением циклических кетонов. Основные свойства всех дикарбоновых кислот и уникальные признаки некоторых представителей. Ангидриды, их свойства, методы получения и использование.
Получение метилового эфира монохлоруксусной кислоты
Рассмотрение методов проведения реакций ацилирования (замещение водорода спиртовой группы на остаток карбоновой кислоты). Определение схемы синтеза, физико-химических свойств метилового эфира монохлоруксусной кислоты и способов утилизации отходов.
Карбоновые кислоты. Уксусная кислота
Карбоновые кислоты-органические соединения, содержащие карбоксильную группу (карбоксил). Номенклатура и изомерия. Физические свойства. Химические свойства. Уксусная (метанкарбоновая, этановая) кислота СН3-СООН. Применение кислот в прмышленности.
Карбоновые кислоты - свойства, получение и производные
Ацильные соединения - производные карбоновых кислот, содержащие ацильную группу. Свойства кислот обусловлены наличием в них карбоксильной группы, состоящей из гидроксильной и карбонильной групп. Способы получения и реакции ангидридов карбоновых кислот.
Белки
Белки как полимеры с пептидной связью. Образование макрокомплекса (олигопротеина), состоящий из нескольких полноценных белковых субъединиц. Фибриллярные и глобулярные группы. Анализ и синтез белков. Метод Меррифилда - твердофазный синтез пептидов.
Ацилхлориды
Ацилхлориды являются реакционноспособными ацильными соединениями и для их получения требуются особые реагенты - хлорангидриды неорганических кислот. Реакции нуклеофильного замещения ацилхлоридов и восстановление хлорангидридов карбоновых кислот.
Алифатические амины
Понятие аминов, их сущность и особенности, общая формула и основные химические свойства. Классификация аминов на ароматические и алифатические, их отличительные черты. Особенности алифатических аминов, способы их получения и характерные реакции.
Реакции С и О ацилирования
Введение. Реакции ацилирования обладают очень многими полезными свойствами. Они позволяют вести в молекулу функциональную группу C=O путем реакций присоединения либо замещения, не подвергая исходную молекулу окислению (восстановлению). Таким образом, можно получать соединения различных классов: а) амиды; б) сложные эфиры; в) ангидриды карбоновых кислот; г) кетоны и другие полезные соединения.
Аминокислоты 2
Содержание: Введение Классификация аминокислот Виды изомерии аминокислот Двухосновные моноаминокислоты Одноосновные диаминокислоты Оксиаминокислоты
Сложные эфиры (эстеры)
Классификация, свойства, распространение в природе, основной способ получения эфиров карбоновых кислот путем алкилирования их солей алкилгалогенидами. Реакции этерификации и переэтерификация. Получение, восстановление и гидролиз сложных эфиров (эстеров).
Классификации катализаторов
В основе классификации катализаторов лежит определенная совокупность свойств или характеристик. Классификация по типу веществ, степени дискретности и коллективности действия, по специфике электронного строения. Использование в химических реакциях.
Кислотность и основность по Бренстеду-Лоури
Понятие кислот по Бренстеду, способных отдавать протон, а оснований - его присоединяющих. Химизм кислотно-основных взаимодействий растворения серной кислоты в воде, способность к автопротолизу. Константа основности в оценке кислотности растворов.
C, N, O-ацилирование
Московская городская олимпиада по химии Реферат C-, N-,O- ацилирование в органической химии ученика 10 класса общеобразовательной школю №1303 (Химический лицей)
Местные анестезирующие средства, применяемые в хирургической стоматологии
Введение. Местное обезболивание (местная анестезия) - это искусственно вызванное обратимое устранение болевой чувствительности в определенной части тела с сохранением сознания. Широко применяется как самостоятельный вид обезболивания при выполнении хирургических операций и манипуляций, а так же в качестве аналгетического компонента современного комбинированного анестезиологического пособия при выполнении более сложных и длительных операций.
Природные наркотики, их влияние на организм
Виды природных наркотиков: галлюциногенные грибы, гавайская роза, голубой лотос, кактусы Пейот, растение Кат. Перечень наркотических средств и психотропных веществ, оборот которых в Российской Федерации запрещён в соответствии с законодательством РФ.
Местные анестетики
Роль местных анестетиков в практической анестезиологии, их классификация на эфиры и амиды. Механизм действия и метаболизм местных анестетиков. Развитие анестезии при блокаде периферического нерва. Ионная ловушка, ее значение при анестезии в акушерстве.
Авидин-биотиновая реакция в иммуноанализе
Использование авидин-биотиновой реакции в двухцентровом иммуноанализе. Подбор препаратов иммобилизованных и биотинилированных антител распознаванием различных эпитопов антигена. Характеристики авидина и стрептавидина, получение биотинилированных белков.
Антонин протектор
Введение 1 Биография 2 Характеристика личности по Аммиану Марцеллину 3 Антонин и Урзицин Список литературы Введение Антонин (лат. Antoninus; IV век н. э.) — римский чиновник середины IV века, перешедший на сторону Сасанидов во время римско-персидских войн.
Классификация кормов и их химический состав
Классификация кормов растительного и животного происхождения, понятие о питательности, физиологическое действие на организм. Химический состав корма, содержание воды и сухого вещества. Минеральные и органические вещества (протеины, жиры и углеводы).
Значение питательных веществ кормов для животных
Значение протеина в кормлении животных. Применение углеводов в рационе кормления. Значение жиров для жизнедеятельности животных. Основная функция жира - аккумуляция энергии в организме, жир как источник тепла, биологический катализатор обмена веществ.