Протонирование амидов эфиров

Органические основания по своей природе так же многообразны, как и органические кислоты. Фактически все классы соединений за исключением углеводородов, их галогенопроизводных, тиоспиртов и тиоэфиров, нитро-, нитрозо- и диазосоединений обладают ясно выраженными основными свойствами. При этом по способности к протонированию (реакция 5.1) они располагаются в ряд амины неароматические > амины ароматические > спирты > > фенолы > простые эфиры > кетоны > альдегиды > азосоединения > сложные эфиры > амиды карбоновых кислот > карбоновые кислоты. Среди этих соединений выделяются неароматические амины, которые в водном растворе 138 [c.138]

Гидролиз производных карбоновых кислот (сложных эфиров, амидов, галогенангидридов, ангидридов) катализируется не только кислотами, но и ионами гидроксила. При этом основание — гидроксил — сначала действует как обычный нуклеофильный партнер особо малого объема и высокой активности (ср. табл. 4.15). Из образующегося таким образом промежуточного продукта [2 на схеме (6.19)] связанный с карбонильной группой заместитель X отщепляется тем легче в виде аниона, чем ниже его основность. Образовавшаяся кислота взаимодействует с сильнейшим из присутствующих оснований, образуя анион кислоты и протонированное основание. Эта последняя стадия энергетически выгодна из-за очень низкой энергии аниона кислоты, электронная система которого полностью делокализована. В результате общий ход реакции при катализе основаниями становится необратимым. И наоборот, по той же причине карбоновую кислоту нельзя перевести в сложный эфир, проводя этерификацию спиртом в присутствии щелочи как катализатора. [c.306]

Этот метод получения кислот дает хорошие выходы при. проведении его как в кислой, так и в щелочной среде, хотя, по-видимому, чаще реакцию проводят в щелочной среде. Механизм этих реакций в основном такой же, как и механизм гидролиза сложных эфиров. При гидролизе в кислой среде также происходит атака протонированного амида молекулой воды, а в щелочной среде сильный нуклеофильный агент — ион гидроксила — атакует свободный амид [301. [c.227]

Предполагают, что кислотный гидролиз амидов и эфиров включает стадию равновесного протонирования субстрата с последующей атакой образующейся сопряженной кислоты водой (см. стр. 16), причем последняя стадия определяет скорость процесса. Протонированию амидов должно способствовать наличие электронодонорных заместителей (—Р1), в то время как нуклеофильная атака протонированного амида водой облегчается при наличии электроноакцепторных заместителей ( + рг). В той области pH, где амид находится в непротонированной форме, общая чувствительность реакций гидролиза к электронным эффектам (ро) должна быть равна сумме двух слагаемых, соответствующих реакциям протонирования и нуклеофильного воздействия [c.26]

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]

Электрофильные свойства атома углерода карбонильной группы ослаблены, так как л-электроны делокализованы по цепи О—С—N. В связи с этим амиды менее реакционноспособны, чем сложные эфиры, например в реакциях присоединения по карбонильной группе. Для протекания таких реакций обычно необходимо усиление поляризации связи С—О путем протонирования или комплексообразования у атома кислорода, как, например, в случае гидролиза или реакции с металлорганическими реагентами. Поскольку амиды яв ляются относительно слабыми основаниями, то при протонировании или комплексообразовании у атома кислорода (см. разд. 9.9.2.3) они так и останутся слабыми нуклеофилами, однако атом кислорода будет наиболее нуклеофильным местом в молекуле. Этим объясняется, почему нейтральные амиды реагируют только с наиболее сильными электрофильными реагентами, давая сначала 0-заме- [c.450]

При этом в результате образования аммиака в качестве одного иэ конечных продуктов расходуется моль кислоты на моль амида. Вследствие протонирования образовавшегося аммиака в кислой среде реакция идет до конца, аналогично тому, как идет до конца щелочной гидролиз сложных эфиров. [c.371]

В отличие от амидов, протонирование которых удовлетворительно описывается установленной с помощью амидных индикаторов функцией кислотности Нд, для сложных эфиров вопрос о механизме протонирования остается неясным. [c.52]

Гидролиз эфиров и амидов, катализируемый как щелочами, так и кислотами, включает присоединение иона 0Н или Н2О к нейтральному или протонированному соединению с последующим отщеплением уходящей группы. Механизм щелочного гидролиза эфиров и амидов можно представить так [c.14]

Гидролиз амидов, катализируемый кислотами, протекает по механизму, аналогичному механизму кислотного гидролиза эфиров. Пример показан ниже. Обратите внимапие, что ключевая стадия в этой последовательности представляет собой атаку воды на протонированный амид. В этой реакции вода играет роль нуклеофила. [c.127]

Каждая из этих стадий фактически означает ингибирование гидролиза гидроксильными ионами, так как заряженное соединение более устойчиво к атаке основанием, чем протонированный субстрат . Уравнение (1-186) описывает гидролиз эфиров и амидов, катализируемый гидроксильными ионами. [c.15]

При этом реакции слабоосновных субстратов нужно интерпретировать с осторожностью, так как они состоят из нескольких частей (для предшествующего равновесного протонирования и для стадии, определяющей скорость). Напротив, результаты со средне-и сильноосновными субстратами (в соответствии со степенью протонирования в применяемой кислой среде) позволяют сделать точное отнесение. В соответствии с правилами Баннета, непосредственно из зависимости скорости реакции от анго было определено число молекул воды в переходном состоянии катализируемого кислотами гидролиза сложных эфиров [44] и гидролиза амидов [45]. [c.274]

Реакция. Синтез амидов кислот взаимодействием эфиров карбоновых кислот (в основном метиловых и этиловых) с аминами. Метод имеет ишрокое применение. Нуклеофильное присоединение аминогруппы к карбонильной группе эфира с последующим элиминированием спирта (после протонирования). Триэтиламин служит для получения свободного амина из гидрохлорида. [c.161]

Такие же экстремальные зависимости характерны для гидролиза некоторых амидов и сложных эфиров. Так, при гидролизе амидов максимум скорости достигается при концентрациях водных растворов Н2504, равных 3—5 моль/л (Яо =—1,38-=—2,28, ft = 24- 130). Левее максимума (рис. 40) скорость растет с увеличением кислотности из-за повышения степени протонирования амида. Правее максимума скорость гидролиза снижается с ростом кислотности из-за уменьшения концентрации свободной воды в результате ее протонирования и концентрирования кислоты. Степень протонирования амида при этом близка к количественной. [c.174]

ЧТО присутствие в молекуле ангидрида объемистой группы приводит к стерическому отталкиванию в модели перпендикулярного переходного состояния . С помощью этого переходного состояния можно также объяснить реакционную способность лактонов, если принять во внимание различия в электростатическом отталкивании от диполя свободной пары атома кислорода в лактонах и в эфирах с открытой цепью. В этой связи важное значение имеет поведение вещества VIII. Оно реагирует в десять раз быстрее, чем обычные эфиры, несмотря на полное блокирование с противоположной по отношению к карбонильной группе стороны. Эти данные показывают, что для рассмотренных реакций очень важна доступность тс-электронов. Наконец, наличие внутримолекулярной стадии гидролиза фталамино-вой кислоты — превращения фталаминовой кислоты во фталевый ангидрид (87, 88] (см. раздел V, А) — служит стереохимическим доказательством образования переходного состояния путем подхода нуклеофильного реагента к тс-электронам в направлении, перпендикулярном к плоскости карбонильной группы. В этом случае нуклеофильная атака протонированного амида о-кар-боксильным ионом невозможна, так как обе группы не могут лежать в одной плоскости (плоскости бензольного кольца). С другой стороны, атака на тс-орбиту очень удобна, как показано формулой IX, и реакция протекает чрезвычайно легко. Эти экспериментальные данные согласуются между собой и наиболее удовлетво- рительно объясняются с помощью предположения о перпендикулярном подходе нуклеофильного реагента к карбонильному атому углерода при образовании переходного состояния в бимолекулярных реакциях замещения производных ку)боновых кислот. [c.28]

Большинство Производных карбоновых кислот являются слабыми основаниями, которые в кислых растворах в некоторой степени протонируются. Метиловый эфир имидобензойной кислоты представляет собой умеренно сильное основание рК а= 5,67) [121] и ниже pH 3 полностью протонирован. Амиды — довольно сильные основания с р/С в пределах от —1 до —3 [122]. Такой порядок р/Са указывает, что в растворах минеральных кислот умеренной концентрации (3—6 М) амиды в значительной степени протонированы. Карбоновые кислоты несколько менее ооновны, чем амиды рКа замещенных бензойных кислот имеет порядок от —6 до —8 [123]. [c.49]

Как отмечалось выше, образующийся ацилферратный анион является сильным нуклеофилом и может при протонировании превращаться в альдегид [493], а при реакции с первичными алкилгалогенидами образовывать кетоны. Предшествующие ацильным соединениям алкилферраты также способны вступать в эти реакции (схема 457). Такие алкил- или ацилферратные анионы способны также к разложению под действием окислителей (кислород, галогены, гипохлорит), приводящему к карбоновым кислотам, их эфирам или амидам, которые образуются путем взаимодействия промежуточных ацилхлоридов с растворителем (схема 458) [494]. Последние достижения в этой области включают раз- работку новых методов синтеза альдегидов из ангидридов карбоновых кислот или смешанных ангидридов карбоновых и алкил-угольных кислот (схемы 459, 460) [495]. [c.367]

Омыление производных карбоновых кислот (сложных эфиров, амидов, галогенангидридов и ангидридов) ускоряется пе только кислотами, но и гидроксильными ионами. При этом основание прежде всего выступает в роли обычного нуклеофильного реагента, который занимает очень малый объем и обладает высокой активностью (см. табл. 34, стр, 176). Из промежуточ-1ЮГ0 продукта И (6.20), возникающего таким путем, может отщепиться в виде аниона заместитель X, первоначально связанный с карбонилом, причем отщепление осуществляется тем легче, чем ниже нуклеофильная активность образующегося аниона Х . При этом наблюдаются закономерности, совершенно подобные тем, которые име)от место в случае нуклеофильного замещения (см. стр. 163 и табл. 30), Образуютцаяся кислота в конце концов взаимодействует с более сильным из присутствующих оснований, образуя анион кислоты и протонирован-ное основание. Эта последняя стадия выгодна энергетически из-за очень низкой энергии аниона кислоты, электроны которого полностью делокализованы. Благодаря этому омыление, катализируемое щелочами, является необратимой реакцией. С этим [c.256]

При действии разбавленной кислоты ацетали амидов быстро, гидролизуются, давая сложные эфиры и аммонийную соль, в то время как в нейтральной или щелочной среде образуется смесь амида со спиртом [31.6]. В соответствии с механизмом, представленным на схеме (377), это объясняют разной способностью к отщеплению протонированной и непротонированной диалкиламино-групп. Пример этих двух типов гидролиза для полициклической амидоацетальной системы [318] показан на схеме (378). В целом гидролиз в водном растворе идет быстро как в кислой, так и в нейтральной или основной среде, и лишь некоторые (хотя и не все) циклически системы [например, соединение (124)] более стабильны. Алкоголиз идет по совершенно иному пути и приводит к ортоэфирам схема (379) , если используется простой одноатомный спирт [324]. Однако при взаимодействии с диолами могут протекать обменные реакции, как, например, в случае метил-р-Ь-рибофуранозида схема (380) . Эта реакция была предложена в качестве метода защиты вицинальных гидроксильных групп [325]. [c.375]

Изучению механизма этой реакции уделялось много внимания [68, 70, 71], но только недавно были проведены детальные исследования (Шофильд и сотр. [72]). Исследования этих авторов по перегруппировке оксимов ацетофенона в серной кислоте говорят в пользу механизма, представленного на схеме (31), который ранее постулировался, но не был убедительно доказан [4, 68]. После протонирования или ацилирования гидроксильной группы оксима, образуется /свазы-трехчленное переходное состояние (19), в котором заместитель, находящийся в ангы-положении к гидроксильной группе, мигрирует с одновременным удлинением связи N—0. Затем образуется нитрилиевая соль (20), которая далее гидролизуется с образованием амида. Этот механизм согласуется с данными о влиянии заместителей на скорость перегруппировки ряда 0-пикриловых эфиров оксима ацетофенона в 1,4-дихлорбутане [c.402]

В присутствии сильных кислот перегруппировка протекает путем 0-протонирования оксима с образованием соединения (73а) с последующим отщеплением воды и образованием катиона (74). При действии на оксимы хлорангидридов, РС1з и т. д. образуется промежуточный эфир (736), в котором анион ХО- является хорошей уходящей группой, что также способствует образованию промежуточного соединения (74). Был получен ряд эфиров (736), и было показано, что они легко перегруппировываются в ожидаемые амиды в отсутствие кислотного катализатора в нейтральных растворителях. Чем сильнее кислота ХОН, т. е. чем более способен анион к независимому существованию, тем лучшей уходящей группой должна быть Х0 и тем быстрее, следовательно, будет происходить перегруппировка. Это наблюдается в следующем ряду ХО СН3СО2 < <С1СН2С02 < РЬЗОз. Утверждение, что указанная ионизация является скоростьлимитирующей стадией реакции, согласуется с тем наблюдением, что скорость реакции увеличивается с повышением полярности растворителя. [c.141]

Функция кислотности проявляет себя наилучшим образом в водных растворах минеральных кислот, в которых происходит практически полная ионизация, хотя и здесь для некоторых индикаторов типа анилина не существует точно линейной зависимости индикаторного отношения от кислотности [336]. Несколько других групп нейтральных оснований дают графики зависимости логарифма индикаторного отношения (ниже будет обозначаться log Q) от Яо с угловым коэффициентом, весьма далеким от единицы. В случае арилолефинов [85], некоторых азуленов [231], 1,3,5-триметоксибензола [213] и некоторых индолов [185—187, 357] в результате протонирования образуется ион карбония, коэффициент активности которого ведет себя иначе, чем коэффициент активности оснований, таких, как анилины, кетоны и ароматические простые эфиры. Другими соединениями, графики которых имеют угловые коэффициенты, отличные от единицы, являются амиды [98] (очень серьезный случай), некоторые алифатические простые эфиры [12] и фенолы [11]. [c.205]

Механизм Адс-2 и Адс-1. В отличие от амидов для сложных эфиров отсутствуют сведения об относительной реакционной способности форм, протонированных по карбонильному и алкоксильному кислороду, поэтому в большинстве работ не конкретизируется строение протонированной формы сложного эфира. [c.55]

В этой реакции наблюдается внутримолекулярный катализ обобщенной кислотой по отношению к амидной группе. Константа скорости реакции с участием протонированной имидазольной группировки при гидролизе амидов намного выше, чем при гидролизе соответствующих эфиров. [c.34]

Такое предположение было сделано Сыркиным и Моисеевым 140]. Авторы прлагают, что образование промежуточного неустойчивого катионоидного вещества не соответствует экспериментальным данным и, далее, что циклические переходные состояния играют более важную роль в реакциях гидролиза, чем до сих пор считали. В своей критике образования промежуточного протонированного продукта они исходят из допущения, что взятые в качестве субстратов кислоты или эфиры недостаточно основны, чтобы образовывать сколько-нибудь значительное количество кинетически важного протонированного продукта в разбавленных водных растворах. Хотя не подлежит сомнению, что концентрация протонированного продукта Является чрезвычайно низкой, это не исключает его участия в кинетическом процессе. Данные, представленные в разделе III, А, в частности, данные по гидролизу амидов, полностью согласуются с предположением об образовании протонированного продукта [c.56]

У аспартатных и металлзависимых протеаз соотношение скоростей гидролиза эфир-амид близко к единице. Это трактовалось [3342] как свидетельство превалирующей роли электрофильного катализа (т.е. протонирования карбонильного углерода и координации с металлом) у этих типов ферментов. Следует отметить, что и у цистеиновых протеаз соотношение Вклад электрофильного катализа в этом случае невелик. Возможно, что, по крайней мере в случаях аспартатных и цистеиновых протеаз, отсутствие заметных различий в скоростях гидролиза эфиров и амидов объясняется, если не полностью, то частично, меньшей разницей в свободных энергиях гидролиза этих субстратов при более кислых значениях pH (см. рис.28). Следует отметить, что существуют амидгидролазы, функционирующие в нейтральной среде и совсем не имеющие эстеразной активности. Различие в поведении эфирных и амидных субстратов карбоксипептидазы А может быть обусловлено различиями в характере определяющей скорость стадии многостадийного процесса гидролиза [31391. [c.345]