2004/2005
Wykład 26. AMINY: OTRZYMYWANIE, REAKTYWNOŚĆ
Plan wykładu jest następujący:
1. Otrzymywanie amin
2. Najpowszechniejsze reakcje amin
3. Reakcje redukcyjno-oksydacyjne
4. Reakcje amin z kwasem azotawym
5. Reaktywność soli arenodiazoniowych
6. Sulfonylowanie amin
Otrzymywanie amin
Reakcje substytucji nukleofilowej
Alkilowanie amoniaku i amin: cienie i blaski
Cień
�e �9
T n T wi
o k o 1
mwi m8
a i c a 9 c
sz z sz z
K n
i k
l i
i e
1 K
9 i
9 l
8 i
�om sz ki z
T a Kili n wic
e
NH3 + CH3CH2 Br CH3CH2 NH3 + Br
H
� om sz ki z
T a Kili ne
wic
CH3CH2 N H + NH3 CH3CH2NH2 + NH4
H
� �
Twi Twi
o i o i
m m
a e c a e c
sz z sz z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
1 1
9 9
9 9
8 8
� e
T a Kili n wic
om sz ki z
CH3CH2NH2 + CH3CH2 Br (CH3CH2)2NH2 + Br, itd.
Blask
�9 �9
T wiz T wi
o 1 o 1
m8 m8
a 9 a 9 c
sz c sz z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
i i
e e
�om sz ili ki z
T a K n wic
e
R3N + RCH2 Br [R3N CH2R] Br
�om sz ki z
T a Kili n wic
e
R NH2 + 3 CH3I + 2 NaOH [R N(CH3)3]I + 2NaI + 2 H2O
Półcień
�om szili ki z
T a K n wic
e
CH3CHCOOH + NH3 CH3CHCOO NH4
Br NH2
(1 mol) (70 moli) Alanina (65-70%)
Półblask
Al2O3
3 NH3 + 6 CH3OH CH3NH2 + (CH3)2NH + (CH3)3N + 6H2O
450�C, 2 MPa
Rysunek 1
Alkilowanie amoniaku i amin halogenkami i alkoholami. W wyniku nukleofilowego ataku
amoniaku lub amin na halogenki alkilowe powstaje zwykle mieszanina amin różnej rzędo-
wości (Rysunek 1). Mogą nawet tworzyć się sole czwartorzędowe. Nie jest to więc dobra
metoda uzyskiwania określonych amin. Alkilowanie nadaje się natomiast doskonale do
otrzymywania czwartorzędowych soli amoniowych. Polialkilowanie można znacznie ograni-
czyć i praktycznie wprowadzić jedną grupę alkilową używając dużego nadmiaru amoniaku.
Tak np. syntezuje się niektóre aminokwasy. Metylo-, dimetylo- i trimetyloaminę przemysło-
wo wytwarza się z amoniaku i alkoholu metylowego w obecności tlenku glinu jako katali-
zatora. Powstałą mieszaninę rozdziela się następnie na czyste składniki przez destylację.
1
i
l
l
i
i
n
�
n
k
Tk
�
i
o i
Te
me
o w
a w
mi
s i
a cz
z c
s 9
Ki z
z 9
1 8
K
99
1 8
2004/2005
Wykorzystanie azydku. Halogenki organiczne reagują łatwo z azydkiem sodowym z wy-
tworzeniem azydku alkilu (Rysunek 2). Redukcja azydku za pomocą sodu w alkoholu,
tetrahydrydoglinianem litu lub katalitycznie wodorem dostarcza aminę pierwszorzędową.
Azydki alkilowe są wybuchowe i nie powinny być wyodrębniane z roztworu.
Azydek jest świetnym nukleofilem,
a cząsteczka azotu - świetną grupą odchodzącą
�9 �9 �9 �9
T wiz T wi T e T e
o 1 o 1 o w o w
m8 m8 m8 i m8 i
a 9 a 9 c a 1 c a 1 c
sz c sz z s 9 z s 9 z
K K z z
i i K K
l l i i
i i l l
n n i i
k k n n
i i k k
e e i i
SN2
� e
T a K n wic
om szili ki z
R X + NaN3 R N N N + NaX
�9 �9
T e T e
o w o w
m8 i m8 i
a 1 c a 1 c
s 9 z s 9 z
z z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
i i
�9 �9 � �
T wiz T wiz T8 T8
o 1 o 1 o 9 o 9
m8 m8 m m
a 9 a 9 a 9 c a 9 c
sz c sz c sz z sz z
K K l l
i i i i
l l n n
i i k k
n n i i
k k e e
i i wi wi
e e 1 1
K K
i i
[H]
� szili ki z
T e
om a K n wic
R N N N R NH2 + N2
� �
T8 T8
o 9 o 9
m m
a 9 c a 9 c
sz z sz z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
i i
e e
wi wi
1 1
Rysunek 2
Synteza Gabriela (Rysunek 3). Do otrzymywania amin pierwszorzędowych wykorzys-
tuje się ftalimidek potasu, który alkiluje się halogenkiem do N-alkiloftalimidu. Uczyliśmy się
o tym w wykładzie (nr 24) o syntezie ą-aminokwasów z estru bromomalonowego. Dobrym
sposobem usunięcia grupy ftalilowej jest działanie hydrazyną. Daje to aminę i 2,3-di-
hydroftalazyno-1,4-dion.
Z Bożą pomocą ...
OO
KOH
� om a Kili ki z
T sz nwic
e
NH N K
O O
RX
O O
O
H2NNH2
NHNH2 NH
� e e
T sz nwic T a Kili n wic
om a Kili ki z �om sz ki z
N R + R NH2
NH
NH R
O
O O
2,3-dihydroftal-
azyno-1,4-dion Rysunek 3
Redukcja nitro związków
Najpopularniejsza metoda otrzymywania amin aromatycznych polega na nitrowaniu i
następnie redukcji grupy nitrowej do aminowej (Rysunek 4). Redukuje się najczęściej albo
wodorem katalitycznie, albo żelazem i kwasem. Do redukcji używa się również cynk, cynę, a
także chlorek cyny(II). Można przeprowadzić także selektywną redukcję jednej grupy
nitrowej w obecności dokładnie stechiometrycznej ilości siarkowodoru. Która grupa nitrowa
ulegnie selektywnej redukcji, nie daje się przewidzieć.
2
1
1
K
i
9
l
9
i
8
n
K
k
i
�
i
1 l
T e
�
i
o w
T n
m i
o k
a cz
mi
s 9
a e
z 9
s wz
1 8
z ic
a
s
s
z
z
K
K
i
i e
l w
l w
1
9
9
9
9
8
8
a
s
s
z
z
K
K
i
i e
l w
l w
1
9
9
9
9
8
8
�
i i
�
i i
T n c
T n c
o k z
o ki
mie
ma z
�
i i
�
i i
T n c
T n c
o k z
o ki
mie
ma z
�
T
K
o z
i
m K
l
as
i
i
n
l
k
i
i
n
e
k
wi
i
�
1
e
T 9
wi
o 9
1
m 8
9
a c
9 c
szz
8 z
T
�
o
m
s
a
K
z
ilin
ie
k
ic
w
z
2004/2005
Najlepiej zbadana reakcja SE Ar służy w ogólnej
metodzie syntezy amin aromatycznych
HNO3 [H]
� sz ili ki z �om sz ki z
T e e
om a K n wic T a Kili n wic
Ar H Ar NO2 Ar NH2
H2SO4
H2, kat.
Ar NO2 Ar NH2
lub (1) Fe,HCl
NO2 NO2 (2) OH
H2S
NH3, C2H5OH
NO2 NH2
CH3 CH3
NO2 H2S, NH3 NO2
NH2 NH2
NO2 NH2
NH2
NO2 H2S, NH3
50�C
Rysunek 4
NO2 NO2
Reduktywna aminacja (Rysunek 5)
Reduktywna aminacja czy reduktywne alkilowanie
R
NH3
� om szili ki z
T a K n wic
e
R CH NH2 amina 1�
[H]
R R
R  NH2
� om sz ki z
T a Kili n wic
e
R C O R CH NHR  amina 2�
[H]
R
Aldehyd
R  R   NH
lub keton
� om szili ki z
T a K n wic
e
R CH NR  R   amina 3�
[H]
R R R
(-H2O)
�9 �e �9 �9
T wiz T n T9 T9
o 1 o k o wi o wi
m8 mwi m8 m8
a 9 a i c a 1 c a 1 c
sz c sz z sz z sz z dwa
K 1 K K
i 9 i i
l 9 l l
i 8 i i
n K n n
k i k k
i l i i
e i e e
R C O + H2N R  R C NHR  R C NR 
etapy
OH
Aldehyd amina 1�
lub keton Hemiaminal Imina
[H]
R
R
R C N R 
R CH NHR 
R
Rysunek 5
Kation iminiowy
amina 2�
y
ródłem grupy alkilowej dla aminy może być aldehyd lub keton. Działanie na związek
karbonylowy amoniakiem i póz
niejsza redukcja, chemiczna (kompleksowe wodorki) lub kata-
lityczna (np. wobec niklu), daje aminę 1o. Gdy działamy aminą 1o, po redukcji powstaje
amina 2o, gdy działamy aminą 2o  amina 3o. Traktując związek karbonylowy jako substrat,
mówimy o reduktywnej aminacji. Gdy mamy na myśli wprowadzanie grupy alkilowej do
3
z
a
K
s
i
z
l
K
i
i
n
l
k
i
i
n
e
k
wi
i
�
1
ew
T 9
�
1
o 9
T 9 i
m 8 c
o 9 c
as z
m 8 z
2004/2005
amoniaku czy aminy, mówimy o reduktywnym alkilowaniu. Pierwsze dwa etapy reakcji
polegają zawsze na wytworzeniu hemiaminalu. Dalszy ciąg, tj. przebieg redukcji może
zależeć od użytej aminy. Gdy był to amoniak lub amina 1o, możliwe są dwie drogi do
produktu: redukcja hemiaminalu lub redukcja iminy. Z aminą 2o imina nie powstaje i reakcja
przebiega albo przez hemiaminal, albo przez kation iminiowy.
Redukcja oksymów, nitryli i amidów (Rysunek 6)
Róg obfitości
NH2OH [H]
� om sz ili ki z om sz ili ki z
T a K n wic T a K n wic
e � e
RCHO RCH NOH RCH2NH2
NaCN [H]
� om sz ili ki z om sz ili ki z
T a K n wic T a K n wic
e � e
RX RC N RCH2NH2
NH3 [H]
� om sz ili ki z om sz ili ki z
T a K n wic T a K n wic
e � e
RCONH2 RCH2NH2
H2NR [H]
� e
T a K n wic
om sz ili ki z
RCOCl RCONHR RCH2NHR
HNRR [H]
�om sz ki z om sz ili ki z
T a Kili n wic T a K n wic
e � e
RCONRR RCH2NRR Rysunek 6
Związek karbonylowy daje aminę 1o jeszcze w inny sposób niż wyżej opisany.
Przeprowadza się mianowicie aldehyd lub keton w oksym, a ten redukuje np. sodem w alko-
holu. Możemy też redukować pochodne kwasowe nitryle i amidy. Nitryle, które w laborato-
rium powstają w wyniku działania cyjanku na halogenki, po redukcji dają aminy 1o. W drodze
redukcji amidów mogą tworzyć się aminy 1o, 2o i 3o. Przykładowo, heksametylenodiaminę
H2N(CH2)6NH2 potrzebną do produkcji jednego z włókien sztucznych (poliamidu 6, 6)
otrzymuje się z kwasu adypinowego, przeprowadzając go w amid działaniem dużego
nadmiaru amoniaku w obecności katalizatora i w wysokiej temperaturze. W takich samych
drastycznych warunkach przeprowadza się odwodnienie amidu do adyponitrylu i ten redukuje
się katalitycznie.
Przegrupowanie Hofmanna i przegrupowania podobne (Rysunek 7)
Pierwszorzędowe amidy reagują z bromem lub chlorem w roztworze wodorotlenku
sodu (podchloryn lub podbromin sodu) i dają aminy w reakcji zwanej przegrupowaniem lub
degradacją Hofmanna. Jak widać z równania ogólnego, powstawaniu aminy towarzyszy
wydzielanie CO2. Utworzona amina jest więc o jeden atom węgla krótsza niż kwas, z którego
powstała. Jest to zawsze amina 1ż i nie jest zanieczyszczona aminą 2ż czy 3ż. Reakcja ma
wiele kroków. Najpierw następuje abstrakcja protonu przez anion hydroksylowy, a następnie
 atak anionu amidowego na cząsteczkę bromu, dający bromoamid. Abstrakcja protonu z
bromoamidu daje anion bromoamidu, który przegrupowuje się z równoczesną utratą anionu
bromkowego. Powstaje izocyjanian, który hydrolizuje się i dekarboksyluje dając aminę.
Analogicznemu degradacyjnemu przegrupowaniu do aminy poprzez etap izocyjanianu
ulega jeszcze inna azotowa pochodna kwasów, mianowicie azydek. Otrzymuje się go albo
przez działanie kwasu azotowodorowego na kwas organiczny w środowisku stężonego kwasu
siarkowego lub w obecności kwasu Lewisa, albo działaniem azydku sodu na chlorek kwaso-
4
2004/2005
wy, albo z estru kwasu, przeprowadzając go najpierw działaniem hydrazyny w hydrazyd
kwasowy, a ten  w azydek działaniem kwasu azotawego (diazowanie). Azydek powstający
w warunkach pierwszej metody od razu przegrupowuje się do izocyjanianu (przegrupowanie
Schmidta), a ten ulega hydrolizie do aminy i dwutlenku węgla. Jest to dogodna bezpośrednia
droga od kwasu do aminy, bez wyodrębniania związków pośrednich. Inne sposoby
otrzymywania azydku wiążą się z uprzednią syntezą pochodnej kwasowej (lub nawet dwóch),
z której dopiero wytwarza się azydek. Azydek może być tu wyodrębniony, lecz zwykle tego
się nie robi. Przegrupowanie azydku, w warunkach, kiedy jest on identyfikowalnym indywi-
duum, nosi nazwę przegrupowania Curtiusa. Znane jest czwarte przegrupowanie, przegru-
powanie Lossena, azotowej pochodnej kwasu, mianowicie O-acylowanego kwasu hydro-
ksamowego, do aminy. Ze względu na trudną dostępność substratu jest jednak wykorzys-
tywane najrzadziej spośród przegrupowań omówionych.
Aminy uboższe o jeden atom węgla
1. Przegrupowanie Hofmanna
RCONH2 + 3 NaOH + Br2 RH2 + NaHCO3 + 2 NaBr + H2O
O
O Ki Ki OO
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
� � � � � s k
T k T i T i T i T i z i
o i o z o z o z o z Ki
m e m 1 m 1 m 1 m 1 1 e
a w a 9 a 9 a 9 a 9 9 w
s i s 9 s 9 s 9 s 9 9 i
z z z 8 z 8 z 8 z 8 8 c
Ki Ki OH Ki Ki Ki � z
l i i i i o l
i e e e e m i
n w w w w a n
1 l l l l
9 i i i i
9 n n n n
8 k k k k T
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
Ki Ki Br Br
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
R C N H R C N R C N Br Ki Ki R C N Br
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
Ki Ki
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
OH
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
Ki Ki
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
H H H
�-
Br
HO HO �-
N
� � � � � �
T i T i T i T i T k T i
o z o z o z o z o i o z
m 1 m 1 m 1 m 1 m e m 1
a 9 a 9 a 9 a 9 a w a 9
s 9 s 9 s 9 s 9 s i s 9
z 8 z 8 z 8 z 8 z z z 8
Ki Ki HO Ki Ki Ki Ki
l l l l 1 l
i i i i 9 i
n n n n 9 n
k k k k 8 k
i i i i l i
e e e e i e
w w w w n w
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
Ki Ki
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
- Br
R N C O R N C O R N C O R
� s k � � � � T k � �
T i z i T k T w T i T i o i T i T i
o z Ki o i o i o z o z m e o z o z
m 1 1 e m e m z m 1 m 1 a w m 1 m 1
a 9 9 w a w a 1 a 9 a 9 s i a 9 a 9
s 9 9 i s i s 9 s 9 s 9 z c s 9 s 9
z 8 8 c z z z 9 z 8 z 8 Ki z 8 z 8
Ki � z Ki Ki8 Ki Ki � z Ki Ki
l s 9 9 l l l l
i z 8 9 l i i i i
n Ki 8 i n n n n
k T a 9 1 n k k 1 k k
i o l l k i i 9 l i i
e m i i i e e 9 i e e
w a n n e w w 8 n w w
�
T i
o z
m 1
l
i
n
k
i
e
w
C O
Izocyjanian
H
H O
� �
T i T w
o z o i
m 1 m z
a 9 a 1
s 9 s 9
z 8 z 9
Ki Ki8
l
i l
n i
k n
i k
e i
w e
R N C O R N + CO2 + OH
� � � �
T i T i T i T w
o z o z o z o i
m 1 m 1 m 1 m z
a 9 a 9 a 9 a 1
s 9 s 9 s 9 s 9
z 8 z 8 z 8 z 9
Ki Ki Ki Ki8
l l l
i i i l
n n n i
k k k n
i i i k
e e e i
w w w e
H OH
H
Anion karbaminianowy
2. Przegrupowanie Schmidta, Curtiusa Lossena
R NH2
H
RCOOH + HN3 R CO N N N R N C O
- N2
RCOCl + NaN3 R CO N N N
H2NNH2
RCOOH + R OH RCOOR RCONHNH2
O O O O
� �
T i T i
o z o z
m 1 m 1
a 9 a 9
s 9 s 9
z 8 z 8
Ki Ki
l l
i i
n n
k k
i i
e e
w w
B
RCNHOCR R C N OCR R N C O
� s k
T k z i
o i Ki
m e 1 e
a w 9 w
s i 9 i
z z 8 c
Ki � z
l o l
i m i
n a n
1
9
9
8 T
Rysunek 7
5
�
T
T
o
o
m
m
a
a
s
s
z K
z
i
K
l
i
i
l
n
i
k
n
i
k
e
i
w
ew
i
1
z
9
1
9 i
9
8 c
9
�
z
8
z
K
i
�
l
T
i
o
n
m
k
a
i
s
e
z
w
K
i
i
z
l
1
i i
�
nk
T 9
1 e
o 9
9 w
m 8
9 i
as
8 z
T
o
m
a
1
9
9
8
l
s
�
z
T i
K
o n
i
m k
l
a i
i
s e
n
z w
k
Ki
i
1 i
e c
9 z
wi
98
�
z
m
a
s
z
K
i
�
l
T
i
o
n
m
k
a i
i
s n
e
z k
wi
K i
1
il
9
1 e
9
9 w
8
9 i
�
c
8 z
To z
a
s
z
K
i
T
o
m
a
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
ew
�
l
T
i
o
n
m
k
a
i
s
e
z n
w
K k
ic
i i
1
li
9
1 e
9
9 w
�
9 i
T 8
8 z
omz
i
s
l
z
i
K
n
i
k
l
l
i
n
k
�
i
T i
n
o e
k
m w
i
a i
ew
s z
1
z 8
9
K
9 i
1
�
c
99
8 z
�
T i
o e
m w
a i
1
s z
9
z 8
9
Ki
8 i
1
c
99
�
z
z
�
K
T
i
o
l
m
i
a
n
s
k
z
i
K
e
i
w
l
i
i
z
n
1
ki
�
1 e
T 9
9 w
o 9
9 i
m 8
8 z
as
K
1
i
9
l
9
i
8
n
�
k
T
i
o
e
m
w
a
i
s
z
z
�
K
T 1
i e
o 9
l w
m 9
i i
a 8
n z
sz
ki
i
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
ew
1
9
9
8
�
l
i
n
k
i
e
w
i
z
8
�
T
o
m
a
s
z
Ki
1
99
K
i
l
i
n
k
i
e
w
i
z
1
9
9
8
�
T
o
m
a
sz
w
i
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
ie
1
9
9
8
�
H
O
2
H
N
O
2
2004/2005
Najpowszechniejsze reakcje amin (Rysunek 8)
Aminy zarówno w laboratorium i przemyśle, jak i w przyrodzie są poddawane lub
ulegają przede wszystkim reakcjom trzech typów: protonowaniu, alkilowaniu i acylowaniu.
Są to reakcje odwracalne albo termodynamicznie, albo aminę z powstałych związków można
odtworzyć na innej drodze. O podstawach zasadowości amin mówiliśmy na wykładzie 25.
Zwłaszcza często wykorzystuje się zasadowe właściwości amin trzeciorzędowych w
reakcjach acylowania, w których służą do wiązania wydzielającego się ubocznie kwasu oraz
jako katalizatory. Alkilowanie amin omawialiśmy na początku wykładu dzisiejszego.
Dealkilowanie przebiega w przyrodzie z udziałem enzymów transferaz. Bardzo ważne
biologicznie przenoszenie jednostek jednowęglowych jest właśnie reakcją alkilowania
dealkilowania. Reakcja acylowania czy to w przyrodzie, czy w laboratorium jest podstawą
tworzenia z aminokwasów peptydów i białek. Związki te mogą być rozszczepione do
aminokwasów w drodze hydrolizy enzymatycznej lub chemicznej. W reakcji acylowania
powstają włókna poliamidowe, nylon, stylon i podobne.
Najpowszechniejsze reakcje amin
N + H N H
N + R CH2 Br N CH2R + Br
O O
O
�8w z s i z
9e c a k c
Tn K
ok i
m l
a i �e
s l T i
1 i o n
9i i mw i
z 8
K z
1
9
9
N + R C Cl N C R
N C R
- HCl
H
H Cl Rysunek 8
Reakcje redukcyjno-oksydacyjne
Redukcja (Rysunek 9)
Atom azotu w grupie aminowej jest na najniższym stopniu utlenienia. Dlatego aminy
opierają się redukcji, co stwarza możliwość ich otrzymania przez redukcję licznych związków
Redukcja pozycji allilowej / benzylowej
redukcja
C NN
C H + H
H2/Pd, H
C6H5CH2 NR2 C6H5CH3
+ H NR2
CH2N(CH3)2 CH3
H2/Pd, C2H5OH
N N
H H
gramina skatol
85% Rysunek 9
6
i
l
i
n
K
k
i
i
l
e
i
�
n
Tw
k
oi
�
i
m
T e
a c
o w
s z
mi
z 8
a cz
K
s 9
1
z 9
99
1 8
i
l
i
n
k
l
i
i
e
�
n
w
T k
i
o i
�
me
Tcz
a w
o9
s i
m
z c
a 9
Ki z
s 8
1 8
z K
99
1
m
a
1
s
9
z
9
K
8
i
m
l
a k
i i
s i
nk
z e
1 e
K w
9 w
i i
9 i
l c
�
8 c
�
in
Toz
Toz
2004/2005
azotowych. Redukcja amin wymaga rozszczepienia wiązania węgiel azot. W sposób
kontrolowany jest to możliwe tylko wtedy, gdy jeden z podstawników jest grupą allilową lub
benzylową. Następuje wówczas substytucja wodorem grupy aminowej w pozycji allilowej lub
benzylowej, co przypomina reakcję odwrotną do substytucji allilowego lub benzylowego
atomu wodoru chlorowcem.
Utlenianie
Wszystkie aminy są podatne na utlenianie, które może mieć różny przebieg w zależ-
ności od typu i indywidualnych cech budowy aminy, a także rodzaju utleniacza. Często pow-
stają złożone mieszaniny związków, o małej użyteczności syntetycznej.
Utlenianie do grupy nitrowej (Rysunek 10). Aminy pierwszorzędowe zarówno szeregu
alifatycznego, jak i aromatycznego utleniają się do nitro związków pod wpływem nadmanga-
nianu, nadtlenku wodoru i nadkwasów. Reakcja służy do otrzymywania związków nie osią-
galnych innymi metodami, np. nitroalkanów trzeciorzędowych czy nitroarenów o podstawni-
kach w położeniach inaczej niedostępnych.
� a Kili ki z
T e
om sz n wic
- NH2 - NO2 Niemożliwe staje się możliwe
CH3 CH3 CH3 CH3
KMnO4
CH3 C CH2 C CH3 CH3 C CH2 C CH3
aceton
NH2 NO2 80%
CH3 CH3
NH2 NO2
Br
Br Br Br
H2O2
kw. maleinowy
90%
Br Br
NH2 NO2
NO2 NO2
CF3CO3H
88%
Rysunek 10
NO2 NO2
Utlenienie do N-tlenków Aminy trzeciorzędowe alifatyczne i heterocykliczne pod wpły-
wem nadtlenku wodoru lub nadkwasów utleniają się czysto do N-tlenków (np. lek Elenium
jest N-tlenkiem). N-tlenki są substancjami użytecznymi syntetycznie i analitycznie. N-tlenki
amin alifatycznych ulegają termicznemu rozkładowi znanemu jako eliminacja Cope'a, która
przebiega niezgodnie z regułą Zajcewa, a zgodnie z regułą Hofmanna i daje alken mniej
podstawiony (Rysunek 11). Znacznie bardziej trwały niż N-tlenki amin alifatycznych jest N-
tlenek pirydyny, co przypisuje się jego stabilizacji rezonansowej (Rysunek 12). Zobrazowany
rozdział ładunków pozwala wykorzystać N-tlenek pirydyny syntetycznie, gdyż podstawienie
elektrofilowe w N-tlenku zachodzi łatwiej niż w samej pirydynie i przede wszystkim w
pozycji 4, a nie tak jak w pirydynie w pozycji 3. Wyjątkiem jest sulfonowanie, kiedy najpierw
sulfonuje się atom tlenu, co dezaktywuje pierścień.
7
2004/2005
� e
T a Kili n wic
om sz ki z
N N O Niemożliwe staje się możliwe
metylowanie H2O2
� a Kili ki z
T wic
om sz ne
CH3 CH2 CH CH3 CH3 CH2 CH CH3 CH3 CH2 CH CH3
NH2 N(CH3)2 O N(CH3)2
Eliminacja Cope a
180�C H3C CH3 H3C
H
CH3 CH2 CH CH3 C C + C C
-(CH3)2NOH
H H H CH3
12% 21%
O N(CH3)2
+ CH3CH2CH CH2
Rysunek 11 67%
� s k c
T m z ie z
o a K ilin wi
N N O Niemożliwe staje się możliwe
� a K ilin wi
T s i c
o m z e z
k
NN
� �
T k T i
o i o z
m e m 1
a w a 9
s i s 9
z z z 8
Ki Ki
l i
i e
n w
1 l
9 i
9 n
8 k
OO
H OO
CC
O R HO R
N N N N N
N NN
O
OOO O O
O O
NO2
stęż. H2SO4
� a K ilin wi o a K ilin wi
T s k c � s k c
o m z ie z T m z ie z
HNO3, 100�C
N SO3H
SO3, H2SO4
O
HgSO4, 230�C
Br N N N
O OSO3 O
+
Br
N N
Rysunek 12
O O
Utlenienie pierścienia amin aromatycznych. Aromatyczne aminy pierwszo- i drugorzę-
dowe utleniają się szczególnie łatwo, nawet pod wpływem tlenu atmosferycznego, i tworzenie
związków nitrowych nie wyczerpuje wszystkich możliwości utlenienia. Grupy aminowe
donują elektrony do pierścienia i staje się on podatny na utlenienie. Wśród różnych procesów
utleniających dominują procesy kondensacyjne, prowadzące do układów barwnych. W ich
wyniku, bezbarwna anilina ciemnieje na powietrzu, zwłaszcza gdy zawiera ślady metali
ciężkich. Tworzy się tzw. czerń anilinowa, która jest mieszaniną różnych związków i jednym
z najłatwiej dostępnych czarnych barwników, otrzymywanym przez działanie na anilinę
chloranem potasowym, dwuchromianem sodowym lub chlorkiem żelazowym. Rysunek 13
podaje jeden z jej składników. Dawniej czerni anilinowej używano powszechnie do zaprawia-
nia powierzchni drewnianych stołów laboratoryjnych. Silniejsze utlenianie aniliny prowadzi
poprzez czerń anilinową do benzochinonu.
8
9
K
9
i
8
l
K
�
i
1 i
T n
�
l
o k
T i
mi
o n
a ew
mk
s 9 i
a i c
z 9 c
s e z
1 8 z
z wi
s
z
K
i
l
l
i
i
�
n
T n
k
o k
i
m i
e
a e
wi
s w
1
z i
9
Ki
�
1 z
T 9
9
o 8 c
98
ma z
4
O
S
2
g
A
,
4
O
r
2
S
B
2
H
2004/2005
NH2 N O O
Też jest możliwe
NN N
N
N N N N NN
czerń anilinowa
NH2 O
Na2Cr2O7, H2SO4
10�C
Rysunek 13
O
Reakcje amin z kwasem azotawym
Kwas azotawy i jego zachowanie wobec wszystkich amin (Rysunek 14)
Kwas azotawy jest słabym, niestabilnym kwasem, preparowanym in situ przez dzia-
łanie silnego kwasu mineralnego na azotyn sodu. W jego roztworze istnieje szereg równowag,
w których występuje między innymi kation nitrozoniowy oraz trójtlenek azotu. Kwas azo-
tawy reaguje ze wszystkimi klasami amin i według obecnych poglądów, ugruntowanych ba-
daniami kinetycznymi, czynnikiem aktywnym jest trójtlenek azotu. Pierwszy etap, wspólny
dla wszystkich amin pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych, polega na odwracalnym tworzeniu
kationów nitrozoamoniowych. Dalszy przebieg reakcji i jej wynik końcowy zależy od
rzędowości aminy i charakteru podstawników.
HNO2 a wszystkie aminy: kation nitrozoamoniowy
HONO H + O N O
HONO + H HO NO H2O + N O
H
kation nitrozoniowy
O N + O N O O N O N O NO + NO2
trójtlenek azotu
2NO2 N2O4
N + O N O N O N N O + NO2
Rysunek 14
kation nitrozoamoniowy
Wynik reakcji kwasu azotawego z aminami trzeciorzędowymi
Kationy nitrozoamoniowe powstałe z amin alifatycznych trzeciorzędowych są stabilne
tylko w niskich temperaturach, a w temperaturach wyższych w wodnym kwaśnym środo-
wisku rozkładają się z utworzeniem aldehydów i ketonów. Są to jednak reakcje syntetycznie
nieistotne. Trzeciorzędowe aryloaminy reagują z kwasem azotawym dając aromatyczne
związki C-nitrozowe (Rysunek 15). Reakcja następuje przede wszystkim w pozycji para, i
dopiero kiedy ta jest zajęta  w pozycji orto.
9
1
9
9
K
8
i
l
z
i
n
K
k
i
i
l
e
i
wi
n
1
k
�
i
T9
�
o 9
Te
m
o wi
a 8 c
m c
sz z
as z
2004/2005
HNO2 a aminy 3�: C-nitrozoaminy
� e
T a Kili n wic
om sz ki z
(CH3)2N + HCl + NaNO2 (CH3)2N N O
p-nitrozo-N,N-dimetyloanilina
Rysunek 15
Wynik reakcji kwasu azotawego z aminami drugorzędowymi
Kation nitrozoamoniowy powstały z aminy drugorzędowej alifatycznej czy aroma-
tycznej traci proton i tworzy N-nitrozoaminę (Rysunek 16). N-nitrozoaminy są bardzo
silnymi karcynogenami, występującymi przede wszystkim w mięsie konserwowanym azota-
nem sodu (N-nitrozodimetyloamina i N-nitrozopirolidyna). Azotyny (i azotany, które mogą
być konwertowane do azotynów przez bakterie) występują naturalnie w wielu roślinach, np.
w tytoniu, i dym papierosowy zawiera między innymi N-nitrozodimetyloaminę.
HNO2 a aminy 2�: N-nitrozoaminy
�9 �9
T wi T wi
o 1 o 1
m8 m8
a 9 c a 9 c
sz z sz z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
i i
e e
-H
� om sz ili ki z �om sz ki z
T a K n wic T a Kili n wic
e e
(CH3)2NH + HCl + NaNO2 (CH3)2HN N O (CH3)2N N O
N-nitrozodimetyloamina
�9 �9
T9 T9
o wi o wi
m8 m8
a 1 c a 1 c
sz z sz z
K K
i i
l l
i i
n n
k k
i i
e e
H N O N O
-H
N + HCl + NaNO2 NH N
CH3 CH3 CH3
N-nitrozo-N-metyloanilina
Rysunek 16
Wynik reakcji kwasu azotawego z aminami pierwszorzędowymi
Reakcja kwasu azotawego z aminami pierwszorzędowymi jest najbardziej skompliko-
wana i równocześnie o największym znaczeniu syntetycznym. powstaje sól diazoniowa i
dlatego reakcja nazywa się diazowaniem. Kation N-nitrozoamoniowy, tak jak w przypadku
amin drugorzędowych traci najpierw proton (Rysunek 17). Powstała obojętna cząsteczka N-
nitrozoaminy ma jeszcze jeden atom wodoru, który tautomerycznie przemieszcza się do
atomu tlenu, tworząc grupę hydroksylową. Ta pod wpływem protonu ze środowiska reakcji
przekształca się w cząsteczkę wody i opuszcza związek. Powstaje kation diazoniowy.
Zachowanie się kationów diazoniowych zależy od ich budowy.
HNO2 a aminy 1�: sole diazoniowe
H H
� � e i � i
T w T w w n T w n
o 1 o 1 1 k o 1 k
m 9 i m 9 i 9 i m 9 i i
a 9 c a 9 c 9 i e i a 9 c e i
s 8 z s 8 z 8 z w z s 8 z w z
z z s T z T
K K z o K o
i i K m i m
l l i a l a
i i l s i s
n n i z n z
k k n K k K
i i k i i i
e e i l e l
� 1 1
T 9 9
o 9 9
m 8 8
a � �
-H
� m K k wi o m K ili n c z
T a i c � s e
o s z ilin e z T z wi
a i
k
R N + HCl + NaNO2 R N N O R N N O
HH H
� T i T i T i i i i i � � � �
T n o e o e o e n n n n T w T w T w T w
o k m w m w m w k k k k o 1 o 1 o 1 o 1
m i c a i a i a i i i i i m 9 i m 9 i m 9 i m 9 i
a e z s c s c s c e z e z e z e z a 9 c a 9 c a 9 c a 9 c
s wi � z � z � z wi wi wi wi s 8 z s 8 z s 8 z s 8 z
z i i i s s s s i i i i
K 1 l 1 l 1 l z z z z n n n n
i 9 i 9 i 9 i K K K K k k k k
l 9 n 9 n 9 n i i i i i i i i
� � � �
i 8 k 8 k 8 k l l l l e e e e
1 T T T T z z z z
9 o o o o K K K K
9 z z z m m m m i i i i
8 K K K a a a a l l l l
1 1 1 1
9 9 9 9
9 9 9 9
8 8 8 8
H
R N N OH R N N O H R N N + H2O R N N + H2O
H
wodorotlenek diazowy kation diazoniowy
Rysunek 17
10
�
T
�
o
T
m
o
a
m
s
a
z
s
K
z
i
K
l
i
i
l
n
i
k
n
i
k
e
i
w
e
i
wi
1
1
9
9
9
9
8 z
8 z
2004/2005
Alifatyczne kationy diazoniowe są tak nietrwałe, że o ich istnieniu tylko wnioskujemy
na podstawie powstałych produktów końcowych. Nawet w niskich temperaturach rozkładają
się spontanicznie i wydzielając cząsteczkę azotu dają karbokation (Rysunek 18), który ulega
przegrupowaniom, utracie protonu i różnym reakcjom z nukleofilami obecnymi w środowisku
reakcji. Przykładem może być diazowanie n-propyloaminy, które dostarcza aż sześciu związ-
ków. Ze względu na tak dużą liczbę produktów i ich trudny rozdział, diazowanie amin
alifatycznych nie ma praktycznie znaczenia syntetycznego. Służy jedynie do wytwarzania w
środowisku wodnym karbokationów do celów badawczych. Sole arenodiazoniowe są znacz-
nie bardziej stabilne niż alkanodiazoniowe i w roztworze w temperaturach poniżej 5ż dają się
przechowywać.
Reaktywność soli alkanodiazoniowych.
Diazowanie n-propyloaminy
NaNO2, H -N2
różne produkty przemiany
� e � wic
T sz nwic T sz ne
om a Kili ki z om a Kili ki z
R NH2 R N2 R
pierwotnego karbokationu
NaNO2, HCl
NH2 OH + OH + + Cl + Cl
H2O
+
Rysunek 18
Reaktywność soli arenodiazoniowych
Reakcje substytucji (Rysunek 19)
Sole arenodiazoniowe są bardzo użytecznymi intermediatami w syntezie związków
aromatycznych, ponieważ grupę diazoniową można zastąpić  na ogół bez potrzeby wyod-
rębniania soli z roztworu  wieloma atomami lub grupami. Dajemy potrzebny reagent,
ogrzewamy, i następuje wymiana z jednoczesnym wydzielaniem azotu. Najbardziej popularne
są reakcje wymiany z solami Cu(I), zwane reakcjami Sandmeyera. W ten sposób otrzy-
muje się chloro-, bromo-, cyjano- i nitro- pochodne oraz fenole. Poprzez diazowanie można
wyeliminować grupę aminową, gdyż grupę diazoniową można zastąpić atomem wodoru,
działając reduktorem, najlepiej kwasem podfosforawym w obecności katalitycznych ilości
Cu(I). Jodki powstają przez reakcję z KI. Mechanizm wszystkich reakcji jest prawdopodobnie
rodnikowy. Fluorki tworzą się w reakcji z kwasem fluoroborowym lub heksafluorofosfo-
rowym, z którymi sole diazoniowe dają nierozpuszczalne i wyodrębniane sole, odpowiednio,
fluoroborany lub heksafluorofosforany. Dopiero te rozkłada się termicznie (reakcja Schie-
manna).
11
2004/2005
Reaktywność soli arenodiazoniowych
Cl
F Br
CH3
CH3 CH3
I An N2
CN
KI CuCN
90-100�C
CH3 CH3
CH3
H
NO2
OH
CH3
CH3
CH3
Rysunek 19
Reakcje sprzęgania (Rysunek 20)
Kationy diazoniowe są elektrofilami, ale słabymi. Dlatego mogą reagować ze związ-
kami aromatycznymi, ale tylko reaktywnymi, fenolami i trzeciorzędowymi aryloaminami.
Ten rodzaj substytucji elektrofilowej aromatycznej nazywa się reakcją sprzęgania i powstaje
w niej związek azowy. Rysunek przedstawia ogólny zapis reakcji oraz dwa przykłady, jeden
sprzęganie z fenolem w środowisku zasadowym, i drugi  z dimetyloaniliną w środowisku
kwasowym. W środowisku zasadowym fenol występuje w formie anionu fenolanowego,
który jest bardziej reaktywny w reakcji substytucji elektrofilowej aromatycznej niż sam fenol.
Środowisko nie może jednak być zbyt zasadowe, gdyż wówczas kation diazoniowy daje
wodorotlenek diazowy i następnie anion diazanowy, które nie ulegają sprzęganiu. Sprzęganie
z fenolami należy więc prowadzić w środowisku słabo zasadowym. Sprzęganie z aminami
12
15-60
�
C
CuCl, HCl
2+
2
HO
2
Cu O, Cu
a
n
R
n
a
e
m
e
i
a
h
c
k
S
a
r
j
B
H
c
H
B
k
,
F
r
a
B
4
C
"
e
u
�
c
C
0
R
0
j
1
e
S
a
n
C
u
d
N
2
N
O
O
a
P
2
N
3
H
O
u
2
C
m
e
y
e
r
a
H
O
N
N
C
3
H
2004/2005
należy prowadzić w środowisku słabo kwasowym, gdyż wtedy stężenie soli diazoniowej jest
maksymalne, a amina jako słaba zasada tworzy tylko niewiele soli z kwasem. Sprzęganie
następuje prawie wyłącznie w pozycji para, a dopiero wtedy gdy ta jest zajęta  w pozycji
orto.
Reakcja sprzęgania
H
N N + GG X
N N
X
G = NH2 lub OH - HX
N N G
związek azowy
NaOH
H2O
N2 Cl + OH N N OH
o
0C
OH O
OH
H
OH OH
Ar N N Ar N N OH Ar N N O
H H
kation
wodorotlenek diazowy
anion diazanowy
arenodiazoniowy
CH3COONa
H2O
N2 Cl + N(CH3)2 0OC N N N(CH3)2
NR2 NR2H
H
OH
Rysunek 20
Barwniki azowe
Grupa azowa w związkach azowych umożliwia sprzężenie Ą elektronowe obydwu
układów aromatycznych. Daje to rozległy system zdelokalizowanych elektronów Ą i pozwala
na absorpcję niskoenergetycznego promieniowania, mianowicie w widzialnym zakresie wid-
ma. Dlatego związki azowe są zwykle intensywnie barwne. Ponieważ ich synteza jest prosta i
tania, znajdują zastosowanie jako barwniki. Jako takie, zwykle zawierają jedną lub dwie
grupy sulfonowe, przeważnie w formie soli. Grupy te nadają im rozpuszczalność w wodzie i
przyczyniają się do lepszego wiązania z polarnymi włóknami (wełna, bawełna, nylon).
Pierwszym barwnikiem azowym, wprowadzonym w 1876 r. był oranż II (Rysunek 21).
13
�
k i
T 1
1 e
o 9
9 w
m 9
9 i
s a 8
8 z
z
�
K
T
i
o
l
m
i
a
n
s
k
z
i
K
e
i
w
l
i
i
z
n
s
z
�
K
T
i
o
l
m
i
a
n
s
k
z
i
K
e
i
w
l
i
i
z
n
1
ki
9
1 e
�
9 w
T 9
9 i
o 8
8 z
ma
1
9
9
8
K
i
l
i
n
k
i
e
w
i
z
1
9
9
8
�
T
o
m
a
sz
w
i
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
ie
�
i
l
i
n
k
i
e
w
i
z
9
9
8
�
T
o
m
a
s
z K
1
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
e
wi
1
9
9
8
�
1
9
9
8
i
l
i
n
k
i
e
w
i
z
9
9
8
�
T
o
m
a
s
z K
1
8
1
99
1
9
9
8
i
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
ew
1
9
9
8
�
w
i
z
�
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
ie
i
c
z
T
o
m
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
ew
1
9
9
8
�
l
i
n
k
i
e
w
i
z
�
T
o
m
a
s
z
Ki
K
i
l
i
n
k
i
e
w
i
z
�
T
o
m
a
sz
1
9
9
8
z
a
s
z
K
i
l
i
n
k
i
e
w
ic
1
9
9
8
�
T
om
n
k
i
e
w
i
z
�
T
o
m
a
s
z
K
i
li
2004/2005
Oranż II
N N SO3 Na
OH
Rysunek 21
Sulfonylowanie amin
Test Hinsberga i właściwości sulfonoamidów
Aminy pierwszo- i drugorzędowe reagują z chlorkami sulfonylowymi w obecności
zasady i dają sulfonoamidy. Aminy trzeciorzędowe nie reagują. Reakcja z chlorkiem
benzenosulfonylowym lub tosylowym wobec wodorotlenku potasu w nadmiarze stanowi
podstawę testu Hinsberga na rzędowość amin, przedstawionego na Rysunku 22.
Sulfonoamid powstały z aminy pierwszorzędowej ma kwaśny wodór i w alkalicznym
roztworze się rozpuszcza. Po dodaniu kwasu wytrąca się. Sulfonoamid powstały z aminy
drugorzędowej nie rozpuszcza się ani w alkalicznym roztworze, ani po jego zakwaszeniu.
Amina trzeciorzędowa (o nieco większych podstawnikach) nie rozpuszcza się w roztworze
alkalicznym, lecz rozpuszcza się po dodaniu kwasu.
Test Hinsberga
RNH2
OH HCl
ArSO2NHR ArSO2NR ArSO2NHR
rozpuszcza się
wytrąca się
R2NH
OH HCl
ArSO2Cl ArSO2NR2 ArSO2NR2 ArSO2NR2
nie rozpuszcza się
nie rozpuszcza się
R3N
OH HCl
R3N R3N R3NH Cl
nie rozpuszcza się
nie rozpuszcza się rozpuszcza się
Rysunek 22
Sulfonoamidy, podobnie do karboamidów, ogrzewane z wodnym roztworem kwasu
hydrolizują, ale trudniej. Powstaje sulfonian aminy, a po zalkalizowaniu amina i sulfonian
dodanej zasady (Rysunek 23).
Hydroliza sulfonoamidów
R O R O
(1) H3O , "
R N S Ar R N H + O S Ar
(2) OH
O O Rysunek 23
14
2004/2005
Sulfamidy
Selektywne barwienie niektórych bakterii pewnymi barwnikami doprowadziło do
tezy, że można znalez
ć związki barwne toksyczne dla bakterii, a nietoksyczne dla człowieka.
Testowano zatem intensywnie wszystkie nowoodkryte barwniki poszukując środków bakte-
riostatycznych czy bakteriobójczych. W laboratoriach badawczych I. G. Farbenindustrie w
Niemczech, pod kierownictwem lekarza Gerharda Domagka stwierdzono, że jeden z barw-
ników azowych Prontosil rubrum (Rysunek 24) chronił myszy i króliki przed śmiertelnymi
dawkami streptokoków i stafilokoków. Było to dokładnie w Wigilię
1932 r. Domagk nie wierzył jednak w skuteczność tego związku u
ludzi. W tym czasie jego kilkuletnia córka została od ukłucia szpilki
zainfekowana streptokokami. Dziewczynka była bliska śmierci i
zdesperowany ojciec podał jej doustnie Prontosil. Dziecko cudownie
wyzdrowiało, lecz Domagk nie podał tego faktu w raportach badaw-
czych. Czekał z jego ogłoszeniem, aż do r. 1935, kiedy ukazały się
oficjalne wyniki badań klinicznych Prontosilu. Od tego momentu
rozpoczęła się wspaniała, do dziś trwająca era leków zwanych sulf-
amidami. Domagk "za odkrycie antybakteryjnych efektów Pronto-
silu" uzyskał w 1939 r. nagrodę Nobla (w dziedzinie fizjologii lub
medycyny), którą niestety ze względów politycznych był w stanie
odebrać dopiero w 1947 r.
Gerhard Domagk
Już w r.1936 stwierdzono, że czynnikiem aktywnym Prontosil rubrum jest sulfanil-
amid, który nazwano Prontosil album z powodu białej barwy. Ponieważ sulfanilamid był
Sulfamidy
NH
2
�9
T wi
o 1
m8 ec
a 9 c Tm aK ki
sz z �o s z ili n wi z
K
i
l
i
n
k
i
e
HCl H N N N SO NH H N SO NH
2 2 2 2 2 2
Prontosil rubrum Prontosil album
(chlorowodorek 2 4 -diaminoazobenzeno-4-sulfonoamidu) (sulfanilamid)
NH NH
2 2
NH
2
O
N
NH
H N O
SO NH N
SO NH
2
2 2
O
N O NH
2
sulfametoksazol trimetoprim sulfaguanidyna
biseptol
Rysunek 24
15
2004/2005
zbyt toksyczny, poszukiwano innych podobnych do niego związków, lecz o lepszych efektach
terapeutycznych. Najlepsze rezultaty uzyskiwano, gdy atom wodoru grupy amidowej zastę-
powano jakąś grupą, najczęściej heterocykliczną. W aptekach polskich obecnie dwa sulfaami-
dy są najpopularniejsze: biseptol, mieszanina trimetoprimu i sulfametoksazolu, o dość
wszechstronnym działaniu przeciwbakteryjnym, oraz sulfaguanidyna, stosowana w
bakteryjnych zakażeniach pokarmowych, gdyż ma tę zaletę, że bardzo słabo wchłania się z
przewodu pokarmowego.
Jak działają sulfamidy?
H H H H
N N
6.7 A 6.9 A
C O S O
H O O
RNH
2.3 A 2.4 A
kwas p-aminobenzoesowy sulfanilamid
PAB SAA
Reszta kwasu p-aminobenzoesowego
H2N N N
O
H H CH2CH2COOH
N
N CH2 N C N CH
OH
COOH
Rysunek 25
Kwas foliowy
Jedną z witamin grupy B (wykład 25, rysunek 16) jest kwas foliowy, witamina Bc
(Rysunek 25). Jest on niezbędny nie tylko człowiekowi, który otrzymuje go z pożywieniem,
lecz i drobnoustrojom, które jednak muszą syntezować go same za pomocą odpowiedniego
enzymu. W skład kwasu foliowego wchodzi między innymi kwas 4-aminobenzoesowy. Kwas
sulfanilowy jest do niego podobny. Podobieństwo to wprowadza w błąd aparat enzymatyczny
bakterii. Enzym akceptuje, przyjmuje podobny kwas sulfanilowy, ale nie może z tego
substratu zbudować aktywnego związku, a jego centrum aktywne jest zablokowane. Sulfamid
jest inhibitorem enzymu syntezującego kwas foliowy. Na tym polega terapeutyczne działanie
sulfamidów. Formą aktywną kwasu foliowego tak u bakterii, jak i człowieka jest tetra-
hydrofolian. W jego wytwarzaniu bierze udział i u bakterii, i u człowieka enzym reduktaza
dihydrofolianowa. Trimetoprim jest inhibitorem enzymu bakteryjnego, a nie jest nim dla
enzymu ludzkiego, gdyż ten drugi ma inną budowę przestrzenną niż u bakterii, i trimetoprim
do enzymu ludzkiego nie pasuje. Rozprzęga zatem metabolizm bakterii bez wpływu na
metabolizm człowieka. Skojarzenie obu leków, sulfamidu i trimetoprimu w jednym
specyfiku, przynosi dobre efekty terapeutyczne.
16