АМИДЫ

Простые амиды содержат функциональную группу О

Например

Амиды, у которых один или оба амидных атома водорода замещены алкильными группами, называются -замещенными амидами. Мочевина (карбамид) представляет собой пример диамида.

За исключением метанамида (формамида) , который при комнатной температуре представляет собой жидкость, все остальные амиды представляют собой кристаллические вещества белого цвета. Это показывает, что их температуры плавления и кипения гораздо выше, чем у других простых производных карбоновых кислот. Такая особенность амидов объясняется ассоциацией их молекул из-за образования между ними водородных связей:

Все простые амиды растворимы в воде, а в обычных органических растворителях растворимы вообще любые амиды.

Лабораторные методы получения

Один из способов получения амидов заключается в нагревании аммониевой соли карбоновой кислоты. Аммониевые соли получают, добавляя гидроксид аммония к соответствующей карбоновой кислоте (см. выше).

Другой способ получения амидов основан на реакции аммиака либо амина с хлорангидридом либо ангидридом карбоновой кислоты (см. выше).

Химические свойства

Основность. Амиды обладают свойствами очень слабых оснований. Например, этанамид (ацетамид) характеризуется показателем основности Поэтому амиды не реагируют с минеральными кислотами и не образуют с ними солей. Они дают нейтральную реакцию на лакмус.

Амидная группа может рассматриваться как гибрид двух резонансных форм:

Поэтому неподеленная пара электронов на атоме азота обладает меньшей донорной способностью, чем пара электронов на атоме азота в аминах.

Гидролиз. При нагревании амидов в разбавленном растворе кислоты либо щелочи они гидролизуются:

Дегидратация. При нагревании амидов в присутствии такого обезвоживателя, как оксид они дегидратируются с образованием нитрилов:

Реакция с азотистой кислотой. Амиды реагируют с азотистой кислотой, выделяя азот:

Расщепление амидов по Гофману. При взаимодействии простых амидов с бромом и раствором гидроксида натрия происходит образование первичных аминов:

Происходящее при этом отщепление карбонильной группы дает возможность сокращать длину углеродной цепи на один атом углерода и, следовательно, возвращаться к началу гомологического ряда. Эта реакция называется расщеплением амидов по Гофману или перегруппировкой Гофмана.

Август Вильгельм фон Гофман (1818-1892), немецкий химик, известный своими исследованиями азоторганических соединений, особенно красителей.

Примеры возвращения к началу гомологического ряда

Как превратить этанол в метанол?

Решение

Этанол можно превратить в метанол с помощью следующего процесса, состоящего из четырех стадий.

1. Сначала этанол превращают в уксусную кислоту окислением:

2. Затем уксусную кислоту превращают в ацетамид, добавляя к ней избыточное количество аммиачного раствора и нагревая смесь:

3. Полученный амид нагревают в смеси с бромом и раствором гидроксида натрия. Происходящее при этом расщепление амида по Гофману приводит к удалению атома углерода из углеродной цепи исходного соединения:

4. Метиламин обрабатывают холодным раствором нитрата натрия в разбавленной соляной кислоте. В таком растворе происходит взаимодействие метиламина с

азотистой кислотой в момент ее выделения:

Мочевина

Мочевина (карбамид) представляет собой белое кристаллическое вещество. Она растворима в воде и этаноле, но нерастворима в диэтиловом эфире. Впервые мочевину получил в 1828 г. Вёлер путем нагревания водного раствора цианата аммония (см. разд. 17.1).

Мочевина гидролизуется как в кислых, так и в щелочных растворах О

Этот гидролиз катализируется ферментом уреазой, который имеется в некоторых почвенных бактериях. Образующийся при гидролизе мочевины аммиак превращается в нитраты, которые затем усваиваются растениями.

Как и амиды, мочевина тоже реагирует с азотистой кислотой, выделяя азот:

При нагревании мочевины образуется соединение, которое называется биурет:

При добавлении к щелочному раствору биурета капли раствора сульфата раствор приобретает пурпурную окраску. Аналогичную реакцию дают пептиды и белки. Эта реакция называется биуретовой пробой. Биурет, пептиды и белки содержат одинаковую пептидную связь .

Нитрилы

Нитрилы (алкилцианиды) представляют собой бесцветные жидкости. Простейшие нитрилы, например этаннитрил, растворимы в воде. Все нитрилы растворимы в органических растворителях.

Один из способов получения нитрилов заключается в дегидратации амидов (см. выше). Кроме того, их можно получать путем нагревания с обратным холодильником смеси галогеноалкана со спиртовым раствором цианида калия или натрия (см. разд. 19.1).

При нагревании нитрилов в смеси с разбавленной минеральной кислотой либо разбавленным раствором щелочи происходит их гидролиз. В результате образуется соответствующая карбоновая кислота:

При взаимодействии с каким-либо восстановителем, например натрием и этанолом либо тетрагидридоалюминатом(III) лития в диэтиловом эфире, нитрилы восстанавливаются, образуя первичные амины: