stringtranslate.com

Имид

Общая линейная имидная функциональная группа

В органической химии имид — функциональная группа , состоящая из двух ацильных групп, связанных с азотом . [1] Соединения структурно родственны ангидридам 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 твердые или газообразные соединения, а имидогруппа (=NH) также может действовать как лиганд .

Номенклатура

Большинство имидов представляют собой циклические соединения, производные дикарбоновых кислот , и их названия отражают исходную кислоту. [2] Примерами являются сукцинимид , полученный из янтарной кислоты , и фталимид , полученный из фталевой кислоты . У имидов, полученных из аминов (в отличие от аммиака), N -заместитель обозначается приставкой. Например, N-этилсукцинимид получают из янтарной кислоты и этиламина . Изоимиды изомерны нормальным имидам и имеют формулу RC(O)OC(NR')R″. Они часто являются промежуточными продуктами, которые превращаются в более симметричные имиды. Органические соединения, называемые карбодиимидами, имеют формулу RN=C=NR. Они не связаны с имидами.

Имиды дикарбоновых кислот

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

Характеристики

Будучи высокополярными, имиды хорошо растворяются в полярных средах. Центр N–H имидов, полученных из аммиака, является кислым 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 каптон , где повторяющаяся единица состоит из двух имидных групп, полученных из ароматических тетракарбоновых кислот. [3] Другим примером полиимидов является полиглутаримид, обычно получаемый 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 метиламинного производного ПММА под названием Камакс был произведен компанией Rohm and Haas. Прочность этих материалов отражает жесткость имидной функциональной группы.

Интерес к биологической активности имидсодержащих соединений был вызван ранним открытием 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. Примеры включают каптан , который при некоторых условиях считается канцерогенным, и процимидон . [4]

Иллюстративные имиды (слева направо): N -этилмалеимид , биохимический реагент; фталимид , промышленное химическое промежуточное соединение; Каптан , спорный пестицид; талидомид , препарат, который когда-то вызывал множество врожденных дефектов; субъединица каптона , высокопрочного полимера, используемого для изготовления скафандров .

В 21 веке возник новый интерес к иммуномодулирующим эффектам талидомида, что привело к появлению класса иммуномодуляторов, известных как иммуномодулирующие имидные препараты (IMiD).

Подготовка

Наиболее распространенные имиды получают нагреванием дикарбоновых кислот или их ангидридов и аммиака или первичных аминов . В результате происходит реакция конденсации : [5]

(RCO) 2 O + R′NH 2 → (RCO) 2 NR′ + H 2 O

Эти реакции протекают при посредничестве амидов . Внутримолекулярная реакция карбоновой кислоты с амидом протекает значительно быстрее, чем межмолекулярная реакция, что наблюдается редко.

Их также можно получить путем окисления амидов , особенно из лактамов . [6]

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

Некоторые имиды также можно получить перегруппировкой Мумма из изоимида в имид .

Реакции

У имидов, производных аммиака, N–H-центр слабокислотный. Таким образом, соли имидов щелочных металлов можно получить с использованием 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 разлагаться с высвобождением первичного амина. На стадии высвобождения используются сильные нуклеофилы, такие как гидроксид калия или гидразин .

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 .

Имиды в координационной химии

В координационной химии имидокомплексы переходных металлов содержат лиганд NR 2- . В некоторых отношениях они похожи на оксо-лиганды. В некоторых случаях угол MNC составляет 180°, но часто угол явно изогнут. Исходный имид (NH 2- ) является промежуточным продуктом фиксации азота синтетическими катализаторами. [7]

Строение типичного имидного комплекса (py = пиридин , CMe 3 = трет-бутил ) [8]

Рекомендации

  1. ^ "Имиды". Сборник химической терминологии ИЮПАК . 2009. doi : 10.1351/goldbook.I02948. ISBN 978-0-9678550-9-7.
  2. ^ Мартынов, А.В. (6 декабря 2005 г.). «Новый подход к синтезу имидов трансаконитовой кислоты». ХимИнформ . 36 (49): нет. дои : 10.1002/chin.200549068. ISSN  1522-2667.
  3. ^ Уолтер В. Райт и Майкл Холлден-Аббертон «Полиимиды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a21_253
  4. ^ Питер Акерманн, Пол Марго, Франц Мюллер «Сельскохозяйственные фунгициды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 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: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Сборник томов , т. 11, с. 1028.
  6. ↑ Сперри, Джонатан (27 сентября 2011 г.). «Окисление амидов в имиды: мощное синтетическое преобразование». Синтез . 2011 (22): 3569–3580. дои : 10.1055/s-0030-1260237.
  7. ^ Ньюджент, Вашингтон; Майер, Дж. М., «Множественные связи металл-лиганд», Дж. Вили: Нью-Йорк, 1988.
  8. ^ Хазари, Н.; Маунтфорд, П., «Реакции и применение имидокомплексов титана», Acc. хим. Рез. 2005, 38, 839-849. дои : 10.1021/ar030244z

Внешние ссылки

Смотрите также