Имидазолы протонирование

В то Время как ацилирование протонированного имидазола протекает по механизму [c.280]

Константа равновесия реакции (7-54), вычисленная на основании значения р7(а для имидазола, равного 7,0, составляет 10 М. Поскольку /Сеа является также отношением общих констант скорости прямой и обратной реакций, мы видим, что для прямой реакции йг=10 -1,5Х X 10 ° = 1,5-10 с Такое невысокое значение скорости реакции объясняется тем, что в промежуточно образующемся комплексе [в уравнении (7-54) показан в скобках] протон большую часть времени находится на имидазольной группе. В течение небольших промежутков времени он оказывается на координационно связанной молекуле воды, но многократно успевает вернуться на имидазольную группу, прежде чем имидазол и ОНз разойдутся. В связи с этим неблагоприятным равновесием внутри комплекса контролируемая диффузией скорость переноса протона от протонированного имидазола к воде значительно ниже скорости переноса протона в обратном направлении. [c.156]

В кислых растворах по схеме протонирование/депротонирование обмен водорода в положении 5 имидазола происходит в 2 раза быстрее, чем в положении 4 и в [c.511]

На рис. 104 приведены спектры некоторых из этих соединений при разной степени протонирования. На рис. 105 даны зависимости непрерывного поглощения от степени протонирования для некоторых соединений. Рассмотрим поведение имидазол а [153]. [c.221]

Имидазол в данных условиях подвергается И—В-обмену примерно в десять раз быстрее, чем оксазол и тиазол. Следовательно, реакция обмена осуществляется через промежуточный илид(1), образующийся путем протонирования по Ыз-атому и последующего депротонирования по Сг-атому под действием метилат-аниона. Время жизни илида (1) очень незначительно — он сразу захватывает дейтерон из раствора, осуществляя, таким образом, обмен. Обмен у оксазола и тиазола, по-видимому, происходит по аналогичной [c.338]

Аномалия в общем поведении нуклеофилов наблюдается в случае силл -диметилгидразина и объясняется тем, что здесь лимитирующей стадией является протонирование (2.760), а не отщепление нуклеофила. Поскольку лимитирующая стадия распада биполярных аддуктов, образующихся при аминолизе сложных эфиров или алкоголизе (гидролизе) амидов, определяется относительными скоростями отщепления аминов и алкоксильных групп, проведено сравнение констант скоростей отщепления аминов и алкоксильных ионов от (2.760). Оказалось, что при равных рКд амины отщепляются быстрее в 10 раз. Особый случай представляет собой имидазол, для которого скорость процесса отщепления в 10 раз меньше, чем следовало ожидать из значения его рК [291]. [c.213]

В физиологических системах pH среды составляет около 7,4 значительная концентрация протонированного и нейтрального имидазолов обеспечивает такое же значение. Таким образом, в состав активных фрагментов ферментов входят частицы, которые могут действовать и как кислоты, и как основания. [c.345]

Восстановление имидазола затруднено по сравнению с более простыми алкалоидами (вероятно, сказывается влияние имида-зольного кольца). Каждая стадия восстановления пурина включает быстрое протонирование атома азота, два быстрых последовательных процесса с образованием карбаниона и быстрое [c.205]

Ясно, что протонированное имидазольное кольцо (низкое значение а) не участвует в катализе. Очевидно, что полимерный катализатор менее эффективен при а<0,8, ио более эффективен при а>0,8. Однако поскольку рК образования аниона имидазола 14, то невозможно на этом полимере изучать поведение каталитической системы как функцию (полной) диссоциации в гндроксилсодержашей системе. Для этого лучше использовать ноливинилбензимидазол, для которого рЛ 12,2. Скорость гидролиза того же субстрата действительно резко возрастает при щелочных значениях pH. Интересно, что полимер Ы-винилимидазола, который ие может перейти в анионную форму, гораздо менее эффективный катализатор. [c.296]

Имидазолы, содержащие незамещенную МН-группу, образуют в этом случае протонированный N-aлкилимидaзoл, который депротонируется непрореагировавшим имидазолом, после чего вторично алкилируется, превращаясь в четвертичную соль 1,3-диал1килимид-азол1ия. Практически в результате такой реакции образуется [c.332]

Кривая связывания кислорода гемоглобином зависит от pH при данной величине р(Ог) сродство к кислороду уменьшается номере уменьшения pH (эффект Бора). Гликолиз представляет собой анаэробный процесс, приводящий к образованию молочной кислоты и диоксида углерода. Оба эти соединения имеют тенденцию к понижению pH и способствуют высвобождению кислорода из оксигемоглобина там, где в этом есть необходимость, В дезоксигемоглобине, напротив, содержатся немного более основные, чем у оксигемоглобина, группы (азот имидазола His-146 в р-цепях и His-122 в а-цепях, а также аминогрупп Val-1 в а-цепях), в силу чего дезоксигемоглобин связывает протон после высвобождения кислорода, что важно для обратного транспорта диоксида углерода к легким. Карбоангидраза катализирует образование бикарбоната в эритроцитах из диоксида углерода и воды, и ионы бикарбоната могут связываться с протонированными группами дезокси-гемоглобина. В легких дезоксигемоглобин перезаряжается кислородом, эффект Бора вызывает высвобождение бикарбоната, из которого под действием карбоангидразы образуется диоксид углерода, который затем выдыхается. Транспорт диоксида углерода дезоксигемоглобином приводит также к образованию производных карбаминовой кислоты с аминогруппами белка (схема (9) . Хотя оксигемоглобин также связывает диоксид углерода, у дезоксигемо-глобина эта способность выше ввиду большей доступности аминогрупп. [c.558]

Близость катализатора к реакционному центру обычно приводит к тому, что доминирующим становится марщрут с внутримолекулярным нуклеофильным катализом, а не с внещним общеосновным. Например, в случае катализа имидазолом можно привести только один достаточно хорошо обоснованный пример внутримолекулярного промотирования по механизму общего основного катализа, тогда как в межмолекулярных реакциях таких примеров множество. С другой стороны, существует много внутримолекулярных реакций, в которых протонированная карбоксильная группа действует как смешанный катализатор, состоящий из иона гидроксония и нуклеофила в межмолекулярных системах такой тип катализа проявляется значительно реже. [c.271]

В случае обратимых реакций присоединения, например, протонирования, положение равновесия определяется значением р а гетероциклического соединения [1] и зависит от заместителей, присутствующих в гетероцикле. Элекфо-нодонорные заместители увеличивают основность, а элекфоноакцепторные понижают силу основания. Значения pA простых производных пиридина близко к 5, основность 1,2- и 1,3-азолов зависит от характера второго гетероатома, а для пиразола и имидазола, содержащих два атома азота, значение рА а равно соответственно 2,5 и 7,1. [c.34]

Реакции нуклеофильных радикалов с гетероциклическими соединениями, содержащими иминный фрагмент, в присутствии кислот представляют собой наиболее важные и синтетически полезные процессы с участием гетероциклических соединений. Пиридины, хинолины, диазины, имидазолы, бензотиазо-лы и пурины способны вступать в реакции со многими нуклеофильными радикалами с замещением атома водорода в а- и у-положениях относительно атома азота. Присутствие кислоты в таких реакциях весьма существенно, поскольку протонирование сильно увеличивает реакционную способность субстратов по отношению к нуклеофильным радикалам и региоселективность такого взаимо- [c.43]

Имидазол, тиазол и алкилоксазолы (но не сам оксазол) образуют стабильные кристаллические соли с сильными кислотами за счет протонирования атома азота N(3), известные как соли имидазолия, тиазолия и оксазолия соответст- [c.507]

Азолы легко кватернизуются по иминному атому азота при действии алкилгалогенидов скорости этих реакций соотносятся следующим образом 1-метилимидазол тиазол оксазол — 900 15 1 [5]. Микроволновое облучение значительно ускоряет процесс [6]. Имидазолы, содержащие незамещенную труппу КН, образуют в этом случае сначала протонированный К-алкилимидазол, кото- [c.508]

Биологические функции имидазола самым тесным образом связаны с основностью его молекулы. Именно по этой причине остаток гистидина в белке содержит в физиологической области pH около 7,4 одновременно заметные количества свободного основания и протонированного имидазолия. Это означает, что он может функционировать как акцептор и как донор протонов в зависимости от потребностей своего ближайшего окружения. Такую же роль играют остатки гистидина и в различных ферментах, например в рибонуклеазе, альдолазе, некоторых протеазах. Другим важным результатом проявления основных свойств имидазола является буферное действие гистидина в системе гемогло-бин-оксигемоглобин [7]. Отмечалось [7], что имидазольная группа в гистидиновой единице полипептидов — самое сильное основание, какое присутствует в каких-либо количествах при физиологических значениях pH, а катион имидазолия является самой сильной из кислот, обнаруженных в заметной концентрации (колебания р/(а зависят от местного окружения). [c.439]

Определенную практическую ценность имеют реакции гомолитического алкилирования гетероароматаческих соединений, таких, как пиридин, хинолин, изохинолин, акридин, хиноксалин, пиримидин, тиазол и имидазол. Для увеличения выхода алкили-рованных гетероциклов реакцию необходимо проводить обязательно в присутствии кислоты, когда гетероциклы реагируют в протонированной по азоту форме. В таких условиях выходы продуктов алкилирования высоки, и реакция происходит исключительно по а- и у-положениям по отоошению к протонированно-му азоту [c.551]

Наличие рядом с ОН-группой серина положительно заряженного имидазольно-го кольца резко облегчает ионизацию этой группы серина, так что в значительной, а возможно, и подавляющей части молекул она находится в виде соответст вующего аниона. Протонирование имидазольиого цикла 1Из-57 осуществляется с помощью расположенной рядом с ним карбоксильной группы остатка Азр-Ю2. Ионизация резко повышает нуклеофильный характер остатка серина, который атакует пептидную связь с отщеплением С-концевой половины расщепляемого полипептида и образованием продукта ковалентного присоединения его N-кoнцe-вой половины по остатку 5ег-195 в виде ацилфермента. На второй стадии ацил-фермент гидролизуется с отщеплением N-кoнцeвoй половины гидролизуемого полипептида и регенерацией активного центра. Схема двустадийного гидролиза пептидной связи сериновыми протеазами, таким образом, может быть записана в виде [c.205]

Ферменты, как правило, работают в определенном диапазоне pH и. чарактери-зуются некоторым оптимальным значением pH, при котором при прочих равных условиях скорость реакции имеет наибольшее значение. Причины такого характера зависимости можно пояснить на примере кинетики гидролиза цитидин-2, 3 -фосфата, катализируемого панкреатической рибонуклеазой. Как следует из рис. 60, изображающего активный центр фермента на второй стадии реакции расщепления РНК, каталитически активной является форма фермента, у которой остаток имидазола, принадлежащий Н1з-12, протонирован и способен подать протон на атом 2 -0 циклофосфааного фрагмента, а остаток имидазола, принадлежащий Н18-119, не протонирован и способен принять протон у атакующей 212 [c.212]

Из уравнения (74) видно, что при [№] ]> " 1/, волн не зависит от pH. Выражение, подобное по форме уравнению (74), было получено Э. Лавироном [438] и использовано им для объяснения зависимости 7, от pH в сильнокислой среде при ноля-рографировании производных пиридина [438], имидазола и тиазола [509]. Следует отметить, что по зависимости 7, волн от pH в интервале pH, в котором 7 перестает зависеть от pH, т. е. в области перехода волн от квази-диффузионных к диффузионным — ограниченным скоростью диффузии ВН" —можно оценить величину константы кислотной диссоциации протонированной формы деполяризатора ВН . При К уравнение (74) становится [c.109]

Задача 8.19. Имидазол является более сильным основанием, чем пиррол. Какой из атомов азота присоединяет протон при протонировании Возможна ли резонансная стабилизация протонированной формы имидазола [c.406]

Влияние дополнительных атомов азота также может сказываться на кислотных и основных свойствах гетероциклов. С одной стороны, свободные пары электронов атомов азота определяют направление протонирования, и большинство азолов проявляет себя как более сильные основания, чем пиррол. С другой стороны, азо-лил-анионы более устойчивы, чем пирролил-анион, поэтому азолы, содержащие группы ЫН, — более сильные кислоты, чем пиррол. Величины рАа, представленные в табл. 8.1, иллюстрируют вышесказанное. Имидазол представляет собой основание средней силы, другие азолы — слабые основания сила основания обычно уменьшается с увеличением числа атомов азота в молекуле из-за индуктивного электроноакцепторного влияния дополнительных атомов азота. Кислородсодержащие гетероциклы гораздо менее основны, 404 можно было бы ожидать из-за индуктивного эффекта атома кислорода, и основные свойства становятся еще меньше, если гетероатом находится по соседству с местом протонирования. И, наоборот, кислотность азолов повышается с увеличением числа атомов азота триазолы сравнимы по кислотности с фенолом, а 1Н-тетразол — с уксусной кислотой. [c.342]

Имидазол амфотерен по характеру катион имидазолия и имидазолил-анион представляют собой симметричные делокализо-ваиные структуры. Имидазол выступает в качестве прекрасного нуклеофила, легко алкилирующегося и ацилирующегося, который может действовать как катализатор в реакциях ацилирования. Электрофильное замещение в сильнокислой среде ингибируется протонированием атома азота, но идет преимущественно по положению 4. Нуклеофильное замещение, хотя и затруднено, ориентировано главным образом по положению 2. Замещение имидазолов может так- [c.392]

Кислотно-основные свойства Азолы и пиримидин роявляют основные свойства с сильными кислотами, прием в азоле и пиримидине протонированию подвергается аиридиновый атом азота, а в пурине — азот имидазоль-ого цикла [c.915]

Спектры всех белков имеют большое сходство, но различаются в деталях, что обусловлено, в частности, связыванием малых молекул, свертыванием и развертыванием цепи и другими структурными изменениями. Общее отнесение резонансных сигналов протонов в спектрах белков подобно тому, которое используется для аналогичных малых молекул — аминокислот и пептидов, описанных в гл. 13 (см. табл. 13.1). Отнесение частот для 20 обычно встречающихся в белках аминокислот приведено на рис. 14.2. Эти данные взяты в основном из тщательно выполненной большой работы Мак-Дональда и Филиппса [11] сделаны лишь некоторые уточнения, учитывающие отклонения химических сдвигов для аминокислот в длинных полипептидных цепях по сравнению со свободными аминокислотами или короткими пептидами. Следует учитывать, что приведенные значения относятся к белковым цепям в полностью развернутом неупорядоченном состоянии в предположении (оно почти всегда соблюдается), что отсутствуют взаимодействия между соседними остатками. Для групп, состояние которых в значительной мере определяется протонированием, указан ожидаемый интервал изменений химических сдвигов в области,pH = 1 13. Это относится к протонам кольца гистидина и метиленовым группам, соседним с амино-группами или карбоксильными группами боковых цепей. Химические сдвиги концевых групп, а также про-стетических групп, таких, как гем-группы, не указаны. Не приводятся также сдвиги протонов групп ЫНг, ОН, СООН и МН-групп имидазола, поскольку их сигналы обычно сливаются с сигналом от растворителя вследствие быстрого обмена (см. разд. 13.3.4). Химические сдвиги специфических остатков (кроме тех, которые зави- [c.349]

Далее происходит синхронный электромерный сдвиг и переход протона к холину с образованием ацетилированного по гидроксилу фермента и протонированного имидазола [141]. Следующий элементарный акт с участием воды может произойти лишь после того, как молекула холина покинет анионный центр фермента. Об этом свидетельствуют результаты изучения влияния холина на деацетилирование холинэстеразы, полученные Крупкой и Лейдлером, а также А. П. Бресткиным и сотрудниками [179]. По-види-мому, для успеха атаки воды необходимо новое изменение конформации активного центра, которое наступает после диссоциации комплекса фермент — холин и восстановления отрицательного заряда анионной группировки. Молекула воды образует связь с карбонильным кислородом и кислордом тирозина, после чего происходит обратный электромерный сдвиг и переход протона от воды к тирозину и от имидазола — к гидроксилу серина. При этом выделяется второй продукт реакции — уксусная кислота — и регенерируется фермент в исходной конформации. [c.239]

Гидролиз эфиров угольной кислоты может протекать по схеме специфического кислотного или основного катализа, а также по некаталитическому пути. Карбонаты с сильными электронооттягивающими группами (например 23, R = = 4-NO2 6H4) гидролизуются не по пути кислотного катализа, поскольку равновесная концентрация протонированной формы (22) низка. Однако даже катализируемый самой водой гидролиз нейтральных карбонатов может быть достаточно быстрым, например скорость некатализируемого гидролиза (23, R = R == 4-NO2 6H4) 0,17 л-моль -мин- при 50 °С (схема (6) . Сообщалось о катализе гидролиза карбонатов различными основаниями в случае имидазола на основании наблюдений за промежуточным карба-матом Показано, что имеет место нуклеофильный катализ. [c.540]

Реакции электрофильного замещения типичны для имидазола и роднят его с ароматическими соединениями. Галогенирование имидазола протекает легко, в отсутствие катализаторов. Нитрование нитрующей смесью (дымящая азотная кислота не нитрует) приводит к 4(5)-нитроимидазолу, а при сульфировании дымящей серной кислотой получается 4(5)-имидазолсульфокислота. Жесткие условия связаны с промежуточным образованием в результате протонирования катиона, который труднее подвергается действию электрофильных реагентов [c.569]

Хотя пониженная основность и способствует существованию соединения в кислой среде в нейтральной форме, этого не всегда достаточно для повышения реакционной способности. Многое зависит от положения акцепторного заместителя относительно реакционного центра и от его способности стабилизовать или дестабилизовать переходное состояние. Например, имидазол (р/Са 7,0, в воде) не обменивает протонов при действии 0,1—0,3 н. 0С1 при 50 °С, поскольку находится полностью в протонированной форме. В то же время 4-фтороимида-зол (р/Са 2,44) подвергается в этих условиях Н/В-обмену по положению 4(5) по механизму 8е2Аг [355] схема (31) . [c.185]

Бендер и Кежди [22] использовали представления, развитые в этой главе, для анализа каталитического действия химотрипсина. Для этой реакции не обнаружено ни влияния ионной силы или диэлектрической проницаемости, ни признаков электрофильного катализа, однако многие другие факторы катализа, несомненно, действуют. Проанализировав известные экспериментальные факты относительно каталитического действия а-хи-мотрипсина, Бендер и Кежди пришли к выводу, что оно основано на согласованном механизме (фиг. 16), заключающемся в протонировании и депротонировании имидазола и одновременно в нуклеофильной атаке гидроксильной группы серина с образованием ацилированного фермента [30]. Подобная же последовательность процессов была лостулирована для взаимодействия ацил-фермента с водой как нуклеофильным реагентом, в результате чего происходит деацилирование фермента. Исходя из аналогии с литературными данными из области физической огранической химии, эти исследователи попытались объяснить найденные порядки величин скорости деацилирования (лимитирующей стадии реакции) [c.114]

Результат 116. Для сильно концентрированного раствора имидазола непрерывное поглощение возрастает в интервале протонирования О—50%. Образуются связи NH+---N. В интервале 50—100%, когда избыточный протон добавляется кобоимимид-азольным кольцам, связи N - -N заменяются асимметричными связями N№--- l". Это можно наблюдать по широкой полосе валентных NH-колебаний около 2600 см . При степени протонирования более 100% непрерывное поглощение возрастает, так как образуются группировки Н5О2. Ход зависимости указывает на то, что между растворенными молекулами образуются связи NH+---N с потенциалом с двумя минимумами и что энергетические уровни протона в этих связях распределены непрерывно. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология