stringtranslate.com

Имид

Общая линейная имидная функциональная группа

В органической химии имид — это функциональная группа , состоящая из двух ацильных групп, связанных с азотом . [1] Соединения структурно связаны с ангидридами кислот , хотя имиды более устойчивы к гидролизу. С точки зрения коммерческого применения имиды наиболее известны как компоненты высокопрочных полимеров, называемых полиимидами . Неорганические имиды также известны как твердотельные или газообразные соединения, а имидогруппа (=NH) также может действовать как лиганд .

Номенклатура

Большинство имидов являются циклическими соединениями, полученными из дикарбоновых кислот , и их названия отражают исходную кислоту. [2] Примерами являются сукцинимид , полученный из янтарной кислоты , и фталимид , полученный из фталевой кислоты . Для имидов, полученных из аминов (в отличие от аммиака), N -заместитель обозначается префиксом. Например, N-этилсукцинимид получен из янтарной кислоты и этиламина . Изоимиды изомерны с нормальными имидами и имеют формулу RC(O)OC(NR′)R″. Они часто являются промежуточными продуктами, которые преобразуются в более симметричные имиды. Органические соединения, называемые карбодиимидами, имеют формулу RN=C=NR. Они не связаны с имидами.

Имиды из дикарбоновых кислот

Ссылки PubChem предоставляют доступ к дополнительной информации о соединениях, включая другие названия, идентификаторы, токсичность и безопасность.

Характеристики

Будучи высокополярными, имиды проявляют хорошую растворимость в полярных средах. Центр N–H для имидов, полученных из аммиака, является кислотным и может участвовать в образовании водородных связей . В отличие от структурно родственных ангидридов кислот, они устойчивы к гидролизу, а некоторые даже могут быть перекристаллизованы из кипящей воды.

Возникновение и применение

Многие высокопрочные или электропроводящие полимеры содержат имидные субъединицы, т. е. полиимиды . Одним из примеров является Kapton , где повторяющаяся единица состоит из двух имидных групп, полученных из ароматических тетракарбоновых кислот. [3] Другим примером полиимидов является полиглутаримид, обычно изготавливаемый из полиметилметакрилата (ПММА) и аммиака или первичного амина путем аминолиза и циклизации ПММА при высокой температуре и давлении, обычно в экструдере. Этот метод называется реактивной экструзией. Коммерческий полиглутаримидный продукт на основе метиламинового производного ПММА, называемый Kamax, был произведен компанией Rohm and Haas. Прочность этих материалов отражает жесткость имидной функциональной группы.

Интерес к биологической активности соединений, содержащих имид, возник в результате раннего открытия высокой биологической активности циклогексимида как ингибитора биосинтеза белка в некоторых организмах. Талидомид , известный своими побочными эффектами, является одним из результатов этого исследования. Ряд фунгицидов и гербицидов содержат имидную функциональность. Примерами являются каптан , который считается канцерогенным при некоторых условиях, и процимидон . [4]

Иллюстративные имиды, слева направо: N -этилмалеимид , биохимический реагент; фталимид , промежуточный продукт промышленного химического производства; каптан , спорный пестицид; талидомид , препарат, который когда-то вызывал множество врожденных дефектов; субъединица каптона , высокопрочного полимера, используемого для изготовления космических скафандров .

В XXI веке возник новый интерес к иммуномодулирующим эффектам талидомида, что привело к появлению класса иммуномодуляторов, известных как иммуномодулирующие имидные препараты (ИМП).

Подготовка

Наиболее распространенные имиды получаются путем нагревания дикарбоновых кислот или их ангидридов и аммиака или первичных аминов . Результатом является реакция конденсации : [5]

(RCO) 2O + R′NH2 → (RCO) 2NR ′ + H2O

Эти реакции протекают через посредничество амидов . Внутримолекулярная реакция карбоновой кислоты с амидом протекает гораздо быстрее, чем межмолекулярная реакция, которая наблюдается редко.

Они также могут быть получены путем окисления амидов , особенно если исходить из лактамов . [6]

R(CO)NHCH 2 R' + 2 [O] → R(CO)N(CO)R' + H 2 O

Некоторые имиды также могут быть получены в результате перегруппировки Мумма изоимид-имид .

Реакции

Для имидов, полученных из аммиака, центр N–H является слабокислым. Таким образом, соли щелочных металлов имидов могут быть получены с помощью обычных оснований, таких как гидроксид калия. Сопряженным основанием фталимида является фталимид калия . Эти анионы могут быть алкилированы с образованием N -алкилимидов, которые, в свою очередь, могут быть разложены с высвобождением первичного амина. Сильные нуклеофилы, такие как гидроксид калия или гидразин, используются на этапе высвобождения.

Обработка имидов галогенами и основанием дает N -галогенпроизводные. Примерами, полезными в органическом синтезе, являются N -хлорсукцинимид и N - бромсукцинимид , которые соответственно служат источниками "Cl + " и "Br + " в органическом синтезе .

Ссылки

  1. ^ "Имиды". Сборник химических терминов ИЮПАК . 2009. doi :10.1351/goldbook.I02948. ISBN 978-0-9678550-9-7.
  2. ^ Мартынов, А. В. (2005-12-06). "Новый подход к синтезу имидов транс-аконитовой кислоты". ChemInform . 36 (49): № doi :10.1002/chin.200549068. ISSN  1522-2667.
  3. ^ Уолтер В. Райт и Майкл Холден-Аббертон «Полиимиды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. doi :10.1002/14356007.a21_253
  4. ^ Питер Акерманн, Пауль Марго, Франц Мюллер «Фунгициды, сельскохозяйственные» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. doi :10.1002/14356007.a12_085
  5. ^ Винсент Родескини, Найджел С. Симпкинс и Фэнчжи Чжанги (2009). "Иллюстративное образование имида из амина и ангидрида". Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Собрание томов , т. 11, стр. 1028.
  6. ^ Sperry, Jonathan (27 сентября 2011 г.). «Окисление амидов в имиды: мощное синтетическое преобразование». Synthesis . 2011 (22): 3569–3580. doi :10.1055/s-0030-1260237.

Внешние ссылки

Смотрите также