Amid

Ein Amid, das auch als ein Säureamid, ist eine Verbindung mit der funktionellen Gruppe RnExNR'2. Am häufigsten sind "organische Amide", aber viele andere wichtige Arten von Amiden bekannt sind, einschließlich Phosphor Amide und Sulfonamide. Der Begriff bezieht sich sowohl auf Amid Klassen von Verbindungen und die funktionelle Gruppe (RnExNR'2) in diesen Verbindungen.

Amid kann auch auf die konjugierte Base von Ammoniak oder einem organischen Amin beziehen. Für die Diskussion dieser "anionische Amide" finden Alkalimetallamide.

Der Rest dieses Artikels ist Carbonyl-Stickstoff-Gefühl der Amid.

Struktur und Bindung

Die einfachsten Amide sind Derivate des Ammoniaks, worin ein Wasserstoffatom durch eine Acylgruppe ersetzt wurde. Das Ensemble wird im Allgemeinen als RCNH2 vertreten. Eng verwandt und noch zahlreicher sind Amide von primären Aminen mit der Formel RCNHR 'abgeleitet. Amide werden ebenfalls üblicherweise aus sekundären Aminen der Formel RCNR'R '' abgeleitet. Amid werden gewöhnlich als Derivate von Carbonsäuren, bei denen die Hydroxyl-Gruppe durch eine Amin oder Ammoniak ersetzt wurde betrachtet.

Das freie Elektronenpaar am Stickstoffatom in der Carbonylgruppe delokalisiert, wodurch eine teilweise Doppelbindung zwischen N und den Carbonylkohlenstoff bilden. Folglich der Stickstoff in Amide nicht pyramidal. Es wird geschätzt, dass acetamid durch die Resonanzstruktur A von 62% und B von 28% beschrieben.

Nomenklatur

In der üblichen Nomenklatur gibt man den Begriff "Amid", um den Schaft des Namens der Stammsäure. Zum Beispiel wird das Amid aus Essigsäure abgeleitete Namen acetamid. IUPAC empfiehlt ethanamid, aber dies und die damit verbundenen formalen Namen sind selten anzutreffen. Wenn das Amid aus einem primären oder sekundären Amin abgeleitet sind, die Substituenten am Stickstoff zuerst in dem Namen. Somit wird die aus Dimethylamin und Essigsäure gebildeten Amid N, N-Dimethylacetamid. In der Regel auch dieser Name wird vereinfacht, um Dimethylacetamid. Cyclische Amide sind Lactame genannt; sie notwendigerweise sekundäre oder tertiäre Amide. Funktionelle Gruppen, bestehend aus -PNR2 und -SO2NR2 sind Phosphonamide und Sulfonamide sind.

Aussprache

Einige Chemiker machen Aussprache Unterschied zwischen den beiden und sprach für die Carbonyl-Stickstoff-Verbindung und für das Anion. Andere ersetzen eine davon mit, während noch andere ausspricht sowohl, was sie Homonyme.

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Basizität

Im Vergleich zu Aminen, Amiden sind sehr schwache Basen. Während die konjugierte Säure eines Amin einen pKa-Wert von etwa 9,5, die konjugierte Säure eines Amids einen pKa rund -0.5. Daher Amide haben nicht so deutlich bemerkbar Säure-Base-Eigenschaften in Wasser. Diese relativ geringe Basizität wird durch die elektronenziehende Wirkung der Carbonylgruppe wo das freie Elektronenpaar am Stickstoff durch Resonanz delokalisiert erläutert. Auf der anderen Seite, Amide sind viel stärkere Basen als Carbonsäuren, Ester, Aldehyde und Ketone. Es wird in silico, dass Acetamid wird durch Resonanzstruktur A 62% und B 28% vertreten geschätzt. Resonanz ist weitgehend in der sehr angespannt Chinuclidon verhindert.

Wegen der grßeren Elektronegativität von Sauerstoff, die Carbonylgruppe eine stärkere Dipol als die N-C-Dipol. Die Anwesenheit eines C = O Dipol- und, in geringerem Maße eine N-C-Dipol ermöglicht Amiden zu handeln, als H-Brücken-Acceptoren. Im primären und sekundären Amiden, die Anwesenheit von N-H Dipole ermöglicht Amide als H-Brücken-Donoren fungieren als gut. Somit Amide können in Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasser und anderen protischen Lösungsmitteln zu beteiligen; das Sauerstoffatom kann Wasserstoffbindungen aus dem Wasser zu übernehmen und die N-H Wasserstoffatome H-Brücken zu spenden. Als Ergebnis der Wechselwirkungen wie diesen ist die Wasserlöslichkeit von Amiden größer als die der entsprechenden Kohlenwasserstoffe.

Das Proton von einem primären oder sekundären Amid nicht leicht unter normalen Bedingungen zu dissoziieren; ihre pKa liegt üblicherweise weit über 15. Umgekehrt kann unter extrem sauren Bedingungen kann die Carbonylsauerstoff protonierten mit einem pKa-Wert von etwa -1 geworden.

Lösbarkeit

Die Löslichkeiten der Amide und Ester sind in etwa vergleichbar. Typischerweise Amide sind weniger löslich als vergleichbare Aminen und Carbonsäuren, da diese Verbindungen sowohl zu spenden und Wasserstoffbindungen akzeptieren. Tertiären Amide, mit der wichtigen Ausnahme von N, N-Dimethylformamid, eine geringe Löslichkeit in Wasser.

Charakterisierung

Die Anwesenheit der funktionellen Gruppe wird in der Regel leicht festzustellen, zumindest in kleinen Molekülen. Sie sind die häufigste nicht-basische funktionelle Gruppe aufweist. Sie können aus Nitro und Cyano-Gruppen durch ihre IR-Spektren unterschieden werden. Amide weisen eine mäßig intensive νCO Bande nahe 1650 cm. Mit dem H-NMR-Spektroskopie, auftreten, CONHR Signale bei niedrigen Feldern. In Röntgenkristallographie, die CN-Center zusammen mit den drei unmittelbar benachbarte Atome charakteristisch eine Ebene definieren.

Anwendungen und Vorkommen

Amide sind allgegenwärtig in Natur und Technik als Strukturmaterialien. Die Amidbindung wird leicht gebildet, verleiht strukturelle Festigkeit und widersteht Hydrolyse. Nylons sind Polyamide, wie auch die sehr elastische Materialien Aramid, Twaron und Kevlar. Amidbindungen bilden eine Definition von molekularen Funktion von Proteinen ist die Sekundärstruktur von denen zum Teil auf den Wasserstoffbindungsfähigkeiten von Amiden. Amidbindungen in einem biochemischen Zusammenhang sind Peptidbindungen genannt, wenn sie in der Hauptkette eines Proteins und Isopeptidbindungen auftreten, wenn sie einer Seitenkette des Proteins auftritt. Proteine ​​können strukturelle Rollen, wie in Haar oder Spinnenseide, aber auch nahezu alle Enzyme sind Proteine. Geringes Gewicht Amide Molekular, wie Dimethylformamid (HCN2) sind gebräuchlichen Lösungsmitteln. Viele Medikamente sind Amide, einschließlich Penicillin und LSD. Darüber hinaus haben Werk N-Alkylamide ein breites Spektrum an biologischen Funktionalitäten.

Amidsynthese

Amide werden üblicherweise durch Reaktionen von einer Carbonsäure mit einem Amin gebildet wird. Es sind viele Verfahren zum Antreiben der ungünstige Gleichgewicht nach rechts bekannt:

In den meisten Fällen sind diese Reaktionen beinhalten "Aktivierung" von der Carbonsäure und der beste bekannte Methode, die Schotten-Baumann-Reaktion, die Umwandlung der Säure in die Säurechloride beinhaltet:

Andere Verfahren

Die scheinbar einfache direkte Reaktion zwischen einem Alkohol und einem Amin zu einem Amid wurde erst im Jahr 2007 versucht, wenn ein Spezial Rutheniumkatalysator wurde berichtet, wirksam bei einem sogenannten dehydrierende Acylierung werden:

Die Erzeugung von Wasserstoffgas kompensiert ungünstigen Thermodynamik. Die Reaktion wird vermutlich durch eine Dehydrierung des Alkohols zu dem Aldehyd, gefolgt von der Bildung eines Halbaminals und nach einem zweiten Dehydrierungs zum Amid fortzufahren. Abspaltung von Wasser in Halbaminals an das Imin wird nicht beobachtet.

Amid-Reaktionen

Amide unterziehen viele chemische Reaktionen, in der Regel durch einen Angriff auf die Carbonylgruppe Brechen des Carbonyl-Doppelbindung und Bildung einer tetraedrischen Zwischen. Thiole, Hydroxylgruppen und Aminen sind alle bekannt als Nucleophile fungieren. Aufgrund ihrer Resonanzstabilisierung, sind Amide unter physiologischen Bedingungen als Ester weniger reaktiv. Enzyme, z.B. Peptidasen oder künstliche Katalysatoren sind bekannt, die Hydrolysereaktionen beschleunigen. Sie können in heißem Alkali sowie in stark sauren Bedingungen hydrolysiert werden. Sauren Bedingungen ergibt die Carbonsäure und das Ammoniumion enthalten, während der basischen Hydrolyse ergeben die Carboxylation und Ammoniak. Amide sind ebenfalls geeignete Vorstufen für viele andere funktionelle Gruppen enthalten.

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