2) амид (+)
3) гидразид
4) уретан
Амид образуется при взаимодействии карбоновой кислоты с амином посредством формирования амидной связи между карбонильным атомом углерода и атомом азота. В общем виде реакция сопровождается отщеплением воды: R–COOH + H₂N–R′ → R–CONH–R′ + H₂O. При непосредственном смешении реагентов первоначально часто образуется аммонийная соль карбоновой кислоты, а превращение в амид требует нагревания, удаления воды или предварительной активации карбоксильной группы.
Механистически процесс относится к нуклеофильному замещению у атома углерода карбонильной группы. Амин атакует электрофильный карбонильный центр, после чего происходит перегруппировка промежуточного соединения и удаление гидроксильной группы в составе воды. Для синтеза лекарственных веществ и пептидов карбоксильную группу обычно активируют хлорангидридами, ангидридами или конденсирующими реагентами, поскольку некатализируемая реакция кислоты с амином протекает сравнительно трудно.
Строение получаемого продукта зависит от природы амина: первичные амины дают вторичные амиды, вторичные амины — третичные амиды, а аммиак — первичные амиды. Амидная группа характеризуется резонансной делокализацией электронной пары азота и поэтому имеет частично двойной характер связи C–N; это ограничивает вращение и повышает устойчивость соединения. Такое различие позволяет отличить амиды от других производных карбоновых кислот, включая эфиры, лактоны, гидразиды и карбаматы.
| Класс соединений | Исходные вещества | Характерная связь | Ключевой признак |
|---|---|---|---|
| Амид | Карбоновая кислота и амин | R–CO–N | Замещение гидроксильной группы кислоты на аминный фрагмент; образование амидной связи |
| Лактон | Гидроксикислота при внутримолекулярной циклизации | Циклическая сложноэфирная связь C–O | Содержит замкнутый цикл и атом кислорода в составе эфирной группы; амин в образовании не участвует |
| Гидразид | Карбоновая кислота и гидразин или его производное | R–CO–NH–NH₂ | В амидном фрагменте присутствует дополнительный атом азота группы –NH₂ |
| Уретан, или карбамат | Спирт и изоцианат либо активированный карбаминовый производный реагент | R–O–CO–NH–R′ | Карбонильная группа связана одновременно с кислородом и азотом |
| Сложный эфир | Карбоновая кислота и спирт | R–CO–O–R′ | Нуклеофильным компонентом является кислород спирта, а не атом азота амина |
| Ангидрид кислоты | Две молекулы карбоновой кислоты или их активированные производные | R–CO–O–CO–R | Две ацильные группы соединены атомом кислорода; азотсодержащая амидная связь отсутствует |
Амидная связь имеет фундаментальное значение для строения пептидов и многих синтетических лекарственных средств. В фармацевтическом анализе принадлежность соединения к амидам подтверждают спектральными методами, прежде всего по полосам карбонильной группы и N–H в ИК-спектре, а также по данным ЯМР. Следовательно, определяющим критерием является сочетание ацильного фрагмента R–CO– с атомом азота, происходящим из амина.