Obraz (1042)

4*6

173. Hydroliza amidów

Amidy trudno ulegają reakcjom podstawienia przy acylowym atomie węgla.

Jedyną reakcją o praktycznym znaczeniu jest hydroliza amidów:

RCONHj + HjO -- RCOOH + NH₃

ogólny zapis hydrolizy amidów

Zastąpienie atomów wodoru w grupie NH2 grupami alkilowymi lub arylo-wymi nie ma istotnego wpływu na przebieg hydrolizy. W każdym przypadku potrzebne jest dłuższe ogrzewanie w roztworach silnych kwasów lub zasad a produktami są kwasy karboksylowe i amoniak łub aminy. Hydroliza amidów jest reakcją nieodwracalną. Katalizowana przez kwasy hydroliza jest nieodwracalna z powodu powstawania kationów amoniowych, które nie mają własności nukleofilowych. W roztworach zasadowych przyczyną nieodwracalności jest powstawanie anionów karboksylanowych, niezdolnych do reakcji z nukleofilami. Kwasy i zasady przyspieszają hydrolizę amidów, ale są zużywane podczas hydrolizy i muszą być stosowane w ilościach co najmniej stechiometrycznych.

RCONHj + H* + HjO --- RCOOH + NH*

hydroliza amidów w roztworze kwaśnym HjO

RCONHj + OH" --—*■ RCOO" + NH₃

hydroliza amidów w roztworze zasadowym

Uproszczony mechanizm hydrolizy w środowisku kwaśnym polega na następujących reakcjach.

1.    Przyłączenie protonu do atomu tlenu w grupie OO

2.    Przyłączenie wody do acylowego atomu węgla

3.    Wędrówka protonu od atomu tlenu do atomu azotu

4.    Odłączenie cząsteczki amoniaku

5.    Wymiana protonu między protonowaną cząsteczką kwasu i amoniakiem, praktycznie nieodwracalna z powodu dużej różnicy pK.

, B	^O-H	h2o	OH 1 R-C-NHj
R-C + ^nh2	H* . » R C ^1 NHj	2
OH R-i-NHj^+ OH	JOH -r— R-C + NH, ^4 "OH	s *	RCOOH +

W uproszczonym mechanizmie zasadowej hydrolizy amidów wyróżniamy trzy etapy:

1.    Przyłączenie anionu wodorotlenowego do acylowego atomu węgla

2.    Odłączenie cząsteczki amoniaku. Reakcja ta jest wspomagana przez cząsteczkę wody.

3.    Wymiana protonu między kwasem karboksylowym i anionem wodorotlenowym.

„ |#°    ¹    tuo

R-C. + OH“ -- R-C-NH, —f—*

ⁿNH₂    ¹    I ^    ²

OH

RCOO" + H₂0

—► NH, + R-C + OH" ^NOH

Reaktywność p-laktamów

Laktamy z grupą NH w pierścieniu czteroczłonowym są nazywane P-laktamami. Nazwa pochodzi stąd, że formalnie laktamy te wywodzą się z kwasów 3-aminoalkanowych, które dawniej nazywano p-aminokwasami: