Амиды карбоновых кислот

Физические свойства. Амиды представляют собой жидкости или кристаллические вещества, растворимые в воде и органических растворителях. Амиды по сравнению со сложными эфирами имеют более высокие температуры кипения, что объясняется наличием межмолекулярных водородных связей с участием NH – группы. Для них характерно р, π –сопряжение, в которое вовлекается неподеленная пара электронов атома азота и π -электронная система карбонила C=O. Атомы амидной группы располагаются в одной плоскости. Благодаря сильному положительному мезомерному эффекту (+М > > –I) связь С–N несколько короче, чем С–N в несопряженных аминах, а связь С=О длиннее, чем в альдегидах. Поэтому связь C–N в некоторой степени имеет характер двойной, что видно из резонансной структуры:

Химические свойства. Особенности строения амидов сказываются на их химических свойствах: они труднее (по сравнению с ангидридами) взаимодействуют с нуклеофилами, но легче с электрофилами. Амиды характеризуются как основными, так и кислотными свойствами.

Основные свойства выражены очень слабо, и это объясняется сопряжением электронной пары атома азота с π -системой карбонила (+М эффект). Присоединение протона происходит в сильнокислой среде по атому кислорода:

NH – кислотность. N–Незамещенная и N–монозамещенная амидная группа (- NH₂ и – NHR) способны к ионизации. Амиды в целом являются слабыми NH–кислотами, для которых значения рК_aлежат в пределах 15, 0 – 19, 0. Например, кислотность ацетамида (рК_a = 15, 0) сравнима с кислотностью метанола.

Гидролиз амидов представляет собой нуклеофильное замещение и легче происходит в щелочной или кислой средах, труднее в нейтральной. Ключевой стадией гидролиза в кислой среде является присоединение воды к протонированной форме амида, следовательно, в данном случае нуклеофилом является вода.

При щелочном гидролизе нуклеофилом является гидроксид-анион:

Реакция незамещённых амидов с азотистой кислотой сопровождается дезаминированием иприводит к образованию карбоновой кислоты:

Восстановление амидов алюмогидридом лития приводит к аминам: из N-незамещенных амидов получают первичные, из N-монозамещенных – вторичные, а из N, N-дизамещенных – третичные амины:

Дегидратация N-незамещенных амидов под действием POCl­₃ или SOCl₂ в апротонных растворителях приводит к образованию нитрилов:

Получение N-галогенамидов и их расщепление до первичных аминов (расщепление по Гофману). Атом водорода в N-незамещенных или N-монозамещенных амидах может быть замещен на галоген в мягких условиях под действием гипохлорита или гипобромита натрия:

Далее образовавшейся N-бромзамещенный амид подвергается перегруппировке и последующему расщеплению с образованием первичного амина:

Реакция названа в честь ее первооткрывателя и получила название " перегруппировка по Гофману", или расщепление по Гофману.

Алкилирование амидов – наличие двух нуклеофильных центров – NH₂ и кислорода позволяют проводить как N –, так и О-алкилирование, что можно представить следующей схемой:

Ацилирование – при действии галогенангидридов (или ангидридов) на амиды образуются соответствующие N-ацильные производные: