Амиды и лактамы

Как получить амид

Амид стоит внизу лестницы активности, поэтому его можно получить почти из любого другого производного. Чаще всего амиды получают из хлорангидридов и ангидридов (урок 259) и аминов, а также из сложных эфиров. Прямая реакция кислоты с амином сначала даёт соль, и превратить её в амид можно только нагреванием или с помощью активирующего реагента.

Как получить амид

1. Хлорангидрид или ангидрид с аммиаком или амином даёт амид.
2. Сложный эфир с аммиаком при нагревании превращается в амид.
3. Кислота с амином при смешении образует соль; при нагревании соли выше 150 °C отщепляется вода и получается амид, а в мягких условиях воду связывает DCC.
4. Частичный гидролиз нитрила тоже даёт амид (урок 264).

Примеры

1. Из хлорангидрида. Ацетилхлорид с двумя эквивалентами диметиламина даёт N,N-диметилацетамид; второй эквивалент амина связывает хлороводород.

2. Из соли аммония. Ацетат аммония при нагревании теряет воду и превращается в ацетамид: \(\ce{CH3COONH4 ->[t] CH3CONH2 + H2O}\).

3. С карбодиимидом. Уксусная кислота с циклогексиламином в присутствии DCC даёт N-циклогексилацетамид: DCC связывает воду, и соль не образуется.

Гидролиз и лактамы

Амидная связь — самая прочная из связей производных кислот: неподелённая пара азота сопряжена с карбонильной группой, и атом углерода плохо принимает нуклеофил. Поэтому амиды гидролизуются только при долгом кипячении с кислотой или щёлочью. На прочности амидной связи основана устойчивость белков и полиамидных волокон.

Как гидролизовать амид

1. Гидролиз амида требует долгого кипячения с кислотой или щёлочью.
2. В кислоте образуются кислота и соль аммония, в щёлочи — соль кислоты и амин (или аммиак).
3. Лактамы — циклические амиды. Капролактам получают из оксима циклогексанона по Бекману (урок 251), и он полимеризуется в капрон. β-Лактамы (пенициллины) содержат напряжённый четырёхчленный цикл и раскрываются легко.
4. Алюмогидрид лития восстанавливает амиды до аминов (урок 265).

Примеры

1. Кислотный гидролиз. N-Этилацетамид при кипячении с соляной кислотой даёт уксусную кислоту и хлорид этиламмония.

2. Полимеризация лактама. Капролактам \(\ce{C6H11NO}\) при нагревании со следами воды раскрывается и полимеризуется в капрон \(\ce{-[NH(CH2)5CO]_{n}-}\).