Имидазол с нитрофенилацетатом

В таблице 4 приведены результаты кинетического изучения гидролиза -нитрофенилацетата, катализируемого имидазолом [7]. Найти константу скорости второго порядка реакции гидролиза, если каталитически активной формой является нейтральная молекула имидазола, и рКа имидазола в водном растворе равно 7,23. [c.24]

Кинетика гидролиза п-нитрофенилацетата, катализируемого имидазолом. Условия опыта pH 6,20 температура 20° С концентрация га-нитрофенилацетата [c.25]

Было показано, что соединения, содержащие имидазол, катализируют неферментативный гидролиз и-нитрофенилацетата с образованием в качестве промежуточных продуктов нестойких ацетилимидазолов [c.109]

Катализ имидазолом обязан сочетанию свойств хорошего нуклеофила и лабильного промежуточного продукта. Нуклеофильность имидазола по отношению к л-нитрофенилацетату в 10 раз выше нуклеофильности ацетат-иона. Однако отношение скоростей гидролиза Ы-ацетилимидазола и уксусного ангидрида, продуктов нуклеофильной атаки соответствующих агентов на субстрат, составляет примерно 0,1. Таким образом, вновь выполняются условия эффективного катализа нуклеофилом — высокая активность катализатора и лабильность промежуточного продукта. [c.167]

Таблица 7.3. Катализ гидролиза л-нитрофенилацетата имидазолами

Следует отметить, что возможны и другие изменения механизма катализа. Если для соединения с хорошими уходящими группами, например для уксусного ангидрида и п-нитрофенилацетата, кинетический порядок реакции по имидазолу равен единице, то в случае ацетатов менее кислых фенолов порядок по имидазолу может быть равен двум (первый по нуклеофилу и первый по общему основанию) с одновременным сохранением маршрута первого порядка по имидазолу, в котором катализатор действует как нуклеофил. В родственных реакциях ацетатов [c.179]

Этот механизм чрезвычайно похож на механизм реакции бензамидина с /г-нитрофенилацетатом в хлорбензольном растворе [схема (11.7)]. Можно думать, что любая система с двумя электроотрицательными атомами в 1,3-положении по отношению друг к другу с внутренним углом между ними менее 180° (а не более 180°, как в имидазоле), обладающая одной двойной связью, будет соответствовать требованиям, предъявляемым к бифункциональному катализатору реакций карбонильных соединений. Действительно, бензойная кислота, пикриновая кислота и 2-аминопиридин обладают необычайно высокой каталитической активностью. [c.288]

В кинетике каталитических реакций не встречается иных проблем, кроме общих для любой кинетически сложной реакции. Однако само существование катализа поднимает интригующие и важные проблемы связи строения с реакционной способностью. Почему, например, реакция л-нитрофенилацетата с имидазолом должна протекать быстрее, чем его гидролиз, когда продукт реакции с имидазолом менее стабилен к гидролизу, чем л-нитрофенил-ацетат Если имидазол катализирует гидролиз нитро- [c.175]

При гидролизе п-нитрофенилацетата (но не этилацетата) имидазол оказывается в 4000 раз более эффективным катализатором, чем ион НРО , хотя они имеют одинаковую константу основности [41]. Имеются прямые доказательства того, что в качестве промежуточного соединения в этой реакции образуется ацетилимидазол (разд. 5.26). Такой механизм называется нуклеофильным катализом он несомненно отличается от общего основного катализа в реакциях типа гидратации альдегидов. [c.431]

Гидролиз п-нитрофенилацетата в присутствии имидазола. [c.175]

Однако величина для этого соединения не отличается от предсказанной на основании графика бренстедовской зависимости для реакций имидазола с и-нитрофенилацетатом (рис. 1-9). [c.64]

Одновременно была установлена важная роль имидазольного остатка в ферментативных реакциях подобного типа. При помощи модельных систем было доказано, что /г-нитрофенилацетат можно гидролизовать также производными имидазола, например пептидами, в которых имеется гистидиновый остаток, или полимерами этой аминокислоты. Кривая диссоциации имидазоль-ной группы в зависимости от изменений pH вполне соответствует кривой изменений активности фермента в зависимости от pH среды. Этот факт, естественно, свидетельствует о важной роли имидазольных радикалов в реакции. [c.83]

Менджер [160] для описания природы образующейся внутри обращенных мицелл полости выдвинул концепцию водных пулов . При добавлении и-нитрофенилацетата в присутствии имидазола к такой мицеллообразующей системе происходит 53-кратное увеличение скорости гидролиза ацетата по сравнению с той же реакцией в воде. Очевидно, имидазол, находясь в мицелле, способен очень близко подходить к субстрату и катализировать его гидролиз. Следовательно, удивительное свойство обращенных мицелл увеличивать скорость реакций может быть приписано благоприятной ориентации субстрата в объеме мицеллы при этом перенос протона может содействовать разрыву связи. [c.287]

Так было найдено [56], что взаимодействие л-нитрофенилацетата с имидазолом в ацетонитриле, содержащем 1,0 М воды и смесь М(СНз)4С104 + Ы(СНз)4СвН5СОО, суммарная концентрация которых поддерживалась равной 0,01 М, подчиняется кинетическому уравнению типа (3.8) [c.101]

Значительно большие эффекты ускорения были получены при исследовании аминолиза л-нитрофенилацетата пиперидином и имидазолом в безводном толуоле, содержащем бензоат тетра-н-гексиламмо-ния [58]. Для реакции с пиперидином (П) получено выражение типа (3.10) набл = А [П] -f 00 [П]2 -Ьk [П] [СеН,СОО-],где = 0,011 M-i., -i 00 = 0,24 М . l оо = 280 М . -i. Так как бензоат в водном растворе гораздо менее основен, чем пиперидин, а каталитической активностью в толуоле обладает более высокой ( оо оо). Менджер с сотр. [58] полагают, что в толуоле эти молекулы [c.101]

Фосфат-ион катализирует гидролиз -нитрофенилацетата, сложных эфиров тиохолина, Ы-ацетилимидазола, хлорамфенико-ла, уксусного ангидрида, метилацетата, тетраэтилпирофосфата, а также реакцию диалкилсульфидов с иодом. Результаты кинетических исследований некоторых из этих реакций показывают, что реакционноспособной формой фосфат-иона, по-видимому, является монопротонированный фосфат-ион. Реакционная способность этой частицы по отношению к -нитрофенилацетату примерно в 1000 раз ниже, чем у имидазола в соответствии с рядом нуклеофильности, приведенным в гл. 6. [c.163]

Как показано в табл. 7.3, гидролиз л-нитрофенилацетата катализируют многие другие производные имидазола и гистидина N-мeтилIrмидaзoл, бензимидазол и его производные, а также содержащие гистидин пептиды. Так как катализ N-мeтилимидaзo-лом столь же эффективен, как и катализ самим имидазолом, то образование нейтрального Ы-ацилимидазола не представляется необходимым. Как и при катализе производными пиридина, каталитические константы скорости для стерически близких ими-дазолов зависят от р/Са катализатора. Следовательно, при анализе эффективности катализа производными имидазола в первую очередь следует обращать внимание на их относительную основность. [c.167]

Несомненный интерес представляют попытки создания новых синтетических полипептидных катализаторов гидролиза /г-нитрофенилацетата, обладающих более высокой активностью, чем имидазол [13]. Суммированные в табл. 7.3 данные показывают, что эта проблема еще далека от своего окончательного решения. Наиболее эффективным пока остается полипептид L- epил-7-aминoбyтиpил- е -гистидил-у-аминобутирил- е -аспарагиновая кислота, который в семь раз активнее имидазола по от- [c.167]

Реакция триметиламина с п-нитрофенилацетатом, ведущая к диссоциации нитрофенола, протекает, как и в случае имидазола, по механизму нуклеофильного катализа. Эту гипотезу подтверждает отсутствие кинетического изотопного эффекта растворителя в оксиде дейтерия. В качестве внутримолекулярного аналога этого процесса была выбрана реакция гидролиза пара-замещенных фенил-4-(Ы,Ы-димегиламино)бутиратов и валера-тов. Для этой реакции прямых доказательств промежуточного образования ионов ацилтриалкиламмония получено не было. Однако 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 (порядка 4—5 ккал/моль) для внутримолекулярного процесса по сравнению с межмолекулярным. Еще одним доводом в пользу нуклеофильного механизма гидро- [c.266]

Так как амины катализируют гидролиз сложных эфиров, гсодержащих карбонильные группы (разд. 12.2.1), то карбонильные соединения должны катализировать гидролиз сложных эфиров, содержащих аминогруппы. Такое предположение было проверено на примере катализируемого бензальдегидом гидролиза п-нитрофениллейцината [6]. Константа скорости этого катализируемого маршрута в шесть раз выше константы скорости. соответствующего процесса, катализируемого имидазолом, хотя основность имидазола более чем в 10 раз превышает основ-.ность бензальдегида. Как и предполагалось, беизальдегид не оказывает никакого каталитического действия на не содержащие аминогруппы сложные эфиры, например п-нитрофенилацетат. По аналогии со схемой (12.8) можно постулировать, что механизм такого процесса включает присоединение аминогруппы рфира к бензальдегиду, давая способный к внутримолекуляр- [c.306]

В боратных буферных растворах можно наблюдать необычайно быстрый гидролиз фенилсалицилата. Каталитическая константа скорости гидролиза фенилсалицилата в боратном буфере более чем в сто раз выше соответствующей константы для фенил-о-метоксибензоата и фенилбензоата, хотя в имидазоль-ном буфере эти различия составляют всего лишь два-три раза. Борат-ион обычно проявляет очень низкую каталитическую активность при гидролизе сложных эфиров, а в случае п-нитрофенилацетата вообще не активен. При гидролизе фенилсалицилата в фосфатном буфере каталитический эффект вообще не наблюдается то же характерно для гидролиза пирокатехинмонобен-зоата в боратном буфере. Ниже дано наиболее вероятное объяснение этих результатов и показано, как комплексообразование ускоряет гидролитическую реакцию [c.310]

Кооперативное действие двух функциональных групп проявляется в катализе сополимерами. При высоких значениях pH сополимер 4(5)-винилимидазола и л-винилфенола по каталитической активности в реакции с л-нитрофенилацетатом существенно превосходит любые мономерные и полимерные аналоги, табл. 12.9. Этот эффект приписывают действию бифункциональных катализаторов имидазола и феноксид-иона. Один из возможных механизмов процесса включает нуклеофильную атаку имидазола на субстрат с последующим взаимодействием феноксид-иона, реагирующего как общее основание, с тетраэдри- [c.334]

Гидролиз сложных эфиров с легко отщепляющимися остатками (например, п-нитрофенилацетатов) эффективно катализируется нейтральной молекулой имидазола, и чем выше основность этого имидазола, тем он эффективнее. Если же уходящая группа сложного эфира отщепляется труднее (например, в случае /г-крезил-ацетата), активным началом служит анион имидазола, и имеет место общий основной катализ. Так, в случае имидазолов с р/(а > 4 ведущим является катализ анионом. В реакциях этого типа имидазол — гораздо более эффективный нуклеофил по сравнению с другими аминами, так как имидазол — третичный амин с минимальными стерическими трудностями и легкой делокализацией положительного заряда, что очень ускоряет нуклеофильное присоединение к карбонильной группе. Более того, 1-ацетплимида-зол в водных растворах реакционноспособнее других амидов (см. табл. 17.3.5). [c.470]

Наиболее полные данные собраны по скоростям реакций нуклеофильного замещения у карбонильного углерода сложных эфиров при использовании в качестве субстрата п-нитрофенилацетата. На рис. 1-8 в координатах, соответствующих уравнению Бренстеда, представлены данные Джейкса и Карриуло [82] (водные растворы, 25°). Линия с наклоном а = 0,8 взята из ранней работы Брюса и Лапинского [68], в которой значение а было получено для реакций имидазола и оксианионов с н-нптрофе- [c.46]

Гидролиз п-нитрофенилацетата в присутствии имидазола является реакцией псевдопервого порядка. За протеканием процесса можно проследить по выделению п-питрофенолят-ионов или протонов. Любой из этих способов приводит к одному и тому же значению константы скорости реакции [108]. Выражение для константы скорости реакции набл при фиксированном значении pH имеет следующий вид [c.57]

Поскольку катализируемый имидазолом гидролиз я-нитро-фенилацетата включает нуклеофильную атаку эфирного карбонильного углерода имидазолом, находящимся в форме основания, следует ожидать, что эффективность каталитического процесса будет зависеть не только от pH раствора, но и от основности имидазольного азота. Измерение скоростей реакций замещенных имидазолов с -нитрофенилацетатом является первой возможностью изучения зависимости скорости от основности при реакциях ряда оснований, различающихся по величинам рК, с одним субстратом. Apriori можно ожидать, что log к,- является линейной функцией рк а, подобно тому ка к это установлено в классических работах по общему основному катализу [79]. Однако данные табл. 1-11 показывают, что обычное уравнение Бренстеда не может быть использовано для корреляции скоростей каталитического процесса с основностью катализатора. Так, 4-нитроимидазол рК а. = 1,5 1 является более эффективным катализатором, чем- имидазол (рК о =6,9) при рН = 8,0, когда оба соединения практически полностью находятся в форме свободного основания. Изучение реакций при различных значениях pH показывает, что каталитическая активность имидазолов, величины рКа, которых составляют 4,0 или ниже, обусловлена целиком или частично присутствием каталитического агента в анионной форме (т. е. формы IM в уравнении 1-75). Поэтому константа 2 при любом значении pH представляет собой сумму [c.59]

Рис. 1-22. Бренстедовская завясимость для реакции тиолов —) с п-нитрофенилацетатом [94]. Для сравнения даны бренстедовские зависимости для имидазолов (----) и для фенолов —).

Было показано, что эфир (1-202) гидролизуется без участия имидазола. Из характера рН-зависимости для гидролиза этого соединения следует, что катализ осуществляется только гидроксильными ионами. Однако константа скорости второго порядка процесса гидролиза, катализируемого гидроксильным иоиом, иревыщает соответствующую величину для гидролиза высоко реакционноспособного п-нитрофенилацетата, катализируемого ионом гидроксила, в 10 раз, а бензилацетата — в 10 раз. Следовательно, реакционная способность соединения (1-202) по отношению к иону гидроксила сравнима с реакционной способностью ангидрида по отношению к тому же агенту. Кроме того, было показано, что гидролиз эфира (1-202) катализируется ацетат-ионом, пиридином и имидазолом по механизму общего основного катализа и протекает путем аномального расщепления связи алкил— кислород. Наиболее вероятный механизм включает реакцию элиминирования с промежуточным образованием диазофульвена [c.148]

Константа скорости этой реакции почти равна константе скорости гидролиза -нитрофенилацетата, катализируемого а-химо-трипсином (3,2 —3,3 С pH 7 25 °С) [34]. Сравнение константы скорости внутримолекулярного имидазольного участия с константой скорости аналогичного бимолекулярного процесса (имидазольная атака на я-нитрофенилацетат) в одинаковых условиях дает значение 9,4 М для эффективной молярности соседней группы. Однако, если гидролизу подвергается не ариловый, а метиловый эфир V-(4-имидазолил) масляной кислоты, то никакого участия не наблюдается. [c.78]

Проведенный анализ показывает, что определенная в трисовом буфере энергия активации оказывается на 32 кДж/моль заниженной по сравнению с <> Полученное значение 10=45 кДж/моль близко к литературным данным для щелочного гидролиза п-нитро-фенилацетата (46 кДж/моль) [647, 648]. В литературе приводятся значения энергий активации водного, щелочного, кислотного и катализируемого имидазолом гидролиза л-нитрофенилацетата [647]. Они составляют соответственно 87, 46, 72. и 35 кДж/моль. Столь резкое различие энергий активации связано, по нашему мнению, с температурными изменениями свойств среды. [c.242]

В последнее время были изучены случаи катализа, связанного только с гидрофобными взаимодействиями реагентов в модельной системе [239, 240]. Для этой цели изучали зависимость скорости гидролиза, аминолиза и катализируемого имидазолом гидролиза п-нитрофениловых эфиров от длины углеводородной цепи ге-нитро-фенилового эфира, первичного амина и Ы-замещенного имидазола. Константы скорости реакции второго порядка вычислялись при концентрациях реагентов ниже ККМ, когда мицеллярный катализ катионными (амины) и нейтральными (эфиры) формами маловероятен. Показано, что константы скорости реакции второго порядка, катализируемой ионами гидроксила, в случае п-нитрофе-нилдеканоата в 8 раз меньше, чем для п-нитрофенилацетата. [c.307]