Amidy
Amidy to organiczne związki chemiczne, które zawierają grupę amidową R−NR′R″, gdzie R oznacza resztę kwasową, a R′ i R″ to wodór lub dowolne grupy organiczne. Te związki są powszechnie obecne w naturze i stanowią pochodne kwasów, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych. Do amidów zaliczają się także polimery, znane jako poliamidy.
Wśród poliamidów wyróżniają się peptydy i białka, które są polimerami powstałymi z α-aminokwasów. W kontekście peptydów i białek używa się terminu wiązanie peptydowe zamiast wiązania amidowego, chociaż obie nazwy odnoszą się do tego samego rodzaju wiązania i mogą być traktowane jako synonimy.
Klasyfikacja
Amidy można klasyfikować ze względu na ich rzędowość:
- pierwszorzędowe – mają jedną grupę acylową przy atomie azotu,
- drugorzędowe – mają dwie grupy acylowe (są to imidy),
- trzeciorzędowe – mają trzy grupy acylowe (triacyloaminy).
Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej nie zaleca klasyfikacji amidów jako pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych, odnosząc się do liczby podstawionych atomów wodoru w grupie −NH2.
W zależności od pochodzenia amidów wyróżniamy m.in.:
- karboksyamidy – amidy kwasów karboksylowych, takie jak acetamid, acetanilid, asparagina, benzamid, formamid, LSD,
- karbamidy – pochodne mocznika (karbamidu),
- sulfonamidy – pochodne kwasów sulfonowych,
- amidy kwasów fosforu, jak cyklofosfoamid i amidofosforyny.
Otrzymywanie
Amidy można uzyskać głównie w wyniku reakcji:
- kwasów,
- halogenku acylowego,
- bezwodnika kwasowego,
- azydku acylowego,
- z amoniakiem (amidy pierwszorzędowe),
- aminą pierwszorzędową (amidy drugorzędowe),
- aminą drugorzędową (amidy trzeciorzędowe).
Przykładowe metody otrzymywania amidów obejmują:
- metodę mieszanych bezwodników,
- metodę karbodiimidową – reagując kwasy karboksylowe z aminami pierwszorzędowymi w obecności DCC jako czynnika sprzęgającego,
- metodę karbodiimidową z dodatkami – reagując kwasy karboksylowe z aminami pierwszorzędowymi w obecności DCC oraz dodatków takich jak N-hydroksysukcynoimid, 3-hydroksy-4-keto-1,2,3-benzotriazyna czy N-hydroksybenzotriazol (HOBt).
Amidy arylowe można uzyskać z iminoeterów (R1−O−C(=NR2)R3) poprzez przegrupowanie Chapmana, które odbywa się na drodze wewnątrzcząsteczkowej aromatycznej substytucji nukleofilowej (SNAr). Odmiana tego przegrupowania została zaobserwowana podczas benzoilowania reszty pirymidynowej urydyny, gdzie produktem kinetycznym reakcji jest O4–benzoilourydyna, która ulega spontanicznemu przegrupowaniu do N3-benzoilourydyny w ciągu kilku godzin.
Właściwości chemiczne
Amidy pełnią rolę amfolitów, co oznacza, że reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami. Jest to efektem występowania tautomerii amidowo-imidowej. Wiązanie amidowe zwykle cechuje się większą trwałością w porównaniu do innych pochodnych kwasów karboksylowych, takich jak estry, bezwodniki kwasowe i halogenki kwasowe.
Najważniejsze reakcje
- hydroliza w środowisku kwasowym do kwasów i soli,
- hydroliza w środowisku zasadowym do soli i amoniaku lub amin,
- estryfikacja alkoholami, katalizowana przez kwasy,
- redukcja amidów do amin,
- dehydratacja pierwszorzędowych amidów do nitryli.
Zastosowanie
Amidy znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach, m.in. w medycynie, przemyśle tworzyw sztucznych, jako plastyfikatory, rozpuszczalniki, środki zwilżające w produkcji lakierów oraz materiałów wybuchowych. Wykorzystywane są również do impregnacji tkanin nieprzemakalnych, jak w przypadku amidów kwasu stearynowego. Nukleozydowe amidy kwasu fosfonowego (amidofosforyny nukleozydów) są niezwykle reaktywne i pełnią rolę syntonów w chemicznej syntezie oligonukleotydów.
Zobacz też
- amidki – nieorganiczne związki chemiczne o ogólnym wzorze M−NH2.
