КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ КАК АЦИЛИРУЮЩИЕ РЕАГЕНТЫ
При реакции ацилирования карбоновыми кислотами в их карбоксильной группе происходит нуклеофильное замещение группы —ОН на другую нуклеофильную частицу .
Ацилирование - это реакция нуклеофильного замещения по карбонильному углеродному атому в карбоновых кислотах или их производных, сопровождающаяся образованием связи между их ацилъным остатком и новым нуклеофилом, содержащим атомы: галогенов (галогенацилирование), кислорода (О-ацилирование), серы (S-ацилирование), азота (N-ацилирование) или углерода (С-ацилирование).
Галогенацилирование. При взаимодействии карбоновых кислот или их солей с галогенидами серы (SOCl2) или фосфора (PCl5, РОС13, РС13, РВr3), содержащими сильнополярные связи S—Тал или Р—Тал, образуются ацилгалогениды, называемые также гало-генангидридами карбоновых кислот, общей формулы :
Для ацилгалогенидов характерна высокая электрофильность карбонильного углеродного атома, что вызвано сильными электроноакцепторными свойствами связанного с ним атома галогена. Ацилгалогениды - очень реакционноспособные вещества, неустойчивые к гидролизу, поэтому их хранят в герметичных емкостях, чтобы избежать контакта с парами воды. Ацилгалогениды являются сильными ацилирующими реагентами и используются в органическом синтезе для введения ацильной группы в молекулы органических соединений (карбоновые кислоты, спирты, тиолы, амины, арены).
O-Ацилирование карбоновых кислот. При нагревании карбоновой кислоты с сильными водоотнимающими реагентами (PgOs) происходит реакция ее самоацилирования, сопровождающаяся межмолекулярным отщеплением молекулы воды с образованием ангидрида карболовой кислоты:
ангидрид
карбоновой кислоты
Карбоновые кислоты или их соли легко ацилируются ацилгалогенидами, так как карбонильный углеродный атом последних более электрофилен, чем в карбоновых кислотах:
; (δ'+> δ''+> δ+)
Ангидриды карбоновых кислот как ацилирующие реагенты слабее ацилгалогенидов, но сильнее карбоновых кислот.
О-Ацилирование спиртов. Карбоновые кислоты при кислотном катализе ацилируют спирты, образуя сложные эфиры (реакция этерификации, разд. 17.2):
Для смещения равновесия вправо необходимо удалять из реакционной смеси воду или связывать ее, используя, например, H2SО4 (конц). В организме реакция ацилирования спиртов карбоновыми кислотами осуществляется с помощью соответствующего фермента, который не только активирует реагенты, но и способствует удалению воды из реакционного центра в результате гидрофобных взаимодействий.
S-Ацилирование тиолов. В метаболизме карбоновых кислот большую роль играет их способность при участии АТФ ацилировать кофермент А*( Кофермент А -сложное соединение, содержащее остаток 2-амино-этантиола HSCH2CH2NHR, где R включает пантотеновую кислоту и фосфатное производное аденозина. Кофермент А кратко записывается НВКоА), который содержит тиольную группу (—SH), с образованием сложных тиоэфиров, называемых ацилкоферментами А (ацил-КоА или RCOSKoA):
карбоновая кофермент А ацилкофермент А
кислота
В качестве карбоновой кислоты чаще всего выступает уксусная кислота, которая образует ацетилкофермент А (ацетил-КоА или CH3COSKoA):
уксусная кофермент А ацетилкофермент А
кислота
Образование ацилкоферментов А в организме способствует активации карбоновых кислот не только в реакциях ацилиро-вания, но и в реакциях их конденсации и декарбоксилирования, сопровождаемых окислительно-восстановительной дисмутацией (разд. 19.2.4; 19.3.3; 19.4).
В организме S-ацилирование протекает не только с коферментами А, но и с белками, имеющими фрагмент, аналогичный по структуре фрагменту кофермента А, и также содержащими остатки 2-аминоэтантиола и пантотеновой кислоты. Поскольку после ацилирования такие белки способны переносить ацильные группы, то их называют ацилпереносящими белками и обозначают исходную форму НSАПБ, а ацильную форму RСОSАПБ:
ацилпереносящий
белок
Ацилпереносящие белки осуществляют перенос различных ацильных групп, но особенно эффективно они переносят ацетильную группу.
N-Ацилирование аминов. Карбоновые кислоты, реагируя с аминами - первичными (R'NH2) или вторичными (R2'NH), - образуют вначале аммониевые соли, которые при нагревании выше температуры их плавления внутримолекулярно отщепляют воду, превращаясь в амиды карбоновых кислот:
аммонийная соль амид
карбоновой кислоты карбоновой кислоты
Ацилирование аминов сложными эфирами, ангидридами или галогенангидридами карбоновых кислот происходит в одну стадию:
Эффективнее и легче всего ацилирование аминов происходит с помощью галогенангидридов кислот. Третичные амины NR3' не образуют амидов.
Рассмотренные реакции ацилирования карбоновыми кислотами и их производными, в которых они выступают электрофилами, являются типичными электрофильно-нуклеофильными реакциями, так как они не сопровождаются ни кислотно-основными, ни окислительно-восстановительными, ни комплексообразующими превращениями.
С-Ацилирование. Реакции С-ацилирования карбоновыми кислотами и их производными всегда сопровождаются окислительно-восстановительной дисмутацией углеродных атомов участников реакции, и поэтому они будут рассмотрены в разд. 19.2.4.
В организме реакции ацилирования чаще всего протекают со спиртами, тиолами, аминами, а также с карбонилсодержащими соединениями. В качестве ацилирующих реагентов в живых системах особенно активны тиоэфиры кофермента А и ацилпереносящие белки, а в органическом синтезе - галогенангидриды и ангидриды карбоновых кислот.
Дата добавления: 2015-02-06 | Просмотры: 1415 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 |
|