Часть IV
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть IV. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Строение амидной группы
Амидная группа (или –C(O)N<), характер её химических связей и взаимное влияние атомов определяют физические и химические свойства амидов RCONH2, RCONHR', RCONR'2.
Группа -C(O)NH2 состоит из двух взаимосвязанных функциональных групп — карбонил >C=O и амино -NH2. Электронное строение и свойства группы >C=O рассматривалось ранее в разделе "Альдегиды и кетоны". Атомы углерода и кислорода в карбонильной группе >C=O находятся в состоянии sp2-гибридизации. Для атома азота аминогруппы –N<, связанному с sp2-атомом углерода, также характерна sp2-гибридизация (часть I. sp2-Гибридизация). Поэтому все три атома О(sp2)–С(sp2)–N(sp2) лежат в одной плоскости, а их негибридизованные p-орбитали расположены перпендикулярно этой плоскости. При перекрывании p-орбиталей образуется система сопряжения с делокализованными связями O.....C.....N, по которой передаётся взаимное влияние атомов.

  • Электронная плотность в системе O.....C.....N смещена к более электроотрицательному атому кислорода, который за счёт неподелённой электронной пары способен присоединять протон, то есть проявлять осно́вные свойства.
  • Осно́вность аминогруппы в амидах ослаблена вследствие участия неподелённой пары электронов атома азота в сопряжении с карбонильной группой.
  • Электронодонорный характер аминогруппы, проявляющей +М-эффект, уменьшает положительный заряд (δ+) на атоме углерода. Это ослабляет активность амидов в реакциях нуклеофильного замещения этой группы по сравнению с другими функциональными производными карбоновых кислот (сложными эфирами, галогенангидридами, ангидридами).
  • Карбонильная группа >C=O как электроноакцептор (–М, –I-эффекты) увеличивает полярность связи N–H, что придаёт кислотные свойства первичным и вторичным амидам.
  • За счёт неподелённой пары электронов на атоме азота амиды способны выступать в качестве нуклеофильных реагентов.
  • Возможность миграции протона от азота к кислороду приводит к амид-иминольной таутомерии (подобно кето-енольной таутомерии).
Таким образом, в молекулах амидов можно выделить следующие реакционные центры:

Следует отметить, что эти реакционные центры характеризуются относительно низкой активностью, поскольку группы >C=O и NH2, обладая противоположными электронными эффектами, взаимно ослабляют характерные для них свойства. Поэтому реакционная способность амидов проявляется в реакциях преимущественно с сильными реагентами. В живой природе биохимические процессы с участием амидов активируются соответствующими ферментами.