کربوکسیلیک اسیدها و مشتقات آنها
کربوکسیلیک اسیدها و مشتقات آنها — استرها، آمیدها، انیدریدها و هالیدهای اسید — دارای گروه آسیل مشترک هستند و از طریق جانشینی هستهدوست آسیل به یکدیگر تبدیل میشوند.
Definition
این موضوع به کربوکسیلیک اسیدها و خانواده مشتقات آسیل که با جایگزینی گروه هیدروکسیل ایجاد میشوند، میپردازد که همگی توسط مکانیسم جانشینی هستهدوست آسیل متحد شدهاند.
Scope
این موضوع شامل اسیدیته کربوکسیلیک اسیدها و تأثیر استخلافها، واکنشپذیری نسبی مشتقات آسیل، استری شدن و هیدرولیز، تشکیل آمید، شیمی کلریدهای اسید و انیدریدها، و دکربوکسیلاسیون میشود.
Core questions
- چرا کربوکسیلیک اسیدها اسیدیتر از الکلها هستند؟
- چه ترتیبی از واکنشپذیری، تبدیل متقابل مشتقات آسیل را کنترل میکند؟
- استری شدن و هیدرولیز چگونه پیش میروند و چگونه در هر جهت هدایت میشوند؟
Key theories
- پایدارسازی رزونانسی کربوکسیلات
- از دست دادن پروتون اسیدی، آنیون کربوکسیلات را میدهد که بار منفی آن به طور مساوی بر روی دو اکسیژن غیرمتمرکز شده است، که اسیدیته نسبتاً بالای کربوکسیلیک اسیدها را توجیه میکند.
- نردبان واکنشپذیری جانشینی هستهدوست آسیل
- مشتقات آسیل از طریق یک حدواسط چهاروجهی به یکدیگر تبدیل میشوند؛ گونههای واکنشپذیرتر (کلریدهای اسید، انیدریدها) به راحتی به گونههای کمتر واکنشپذیر (استرها، آمیدها) تبدیل میشوند، اما عکس آن به آسانی رخ نمیدهد.
Mechanisms
جانشینی هستهدوست آسیل با افزودن یک هستهدوست به کربونیل برای تشکیل یک حدواسط چهاروجهی، و سپس خروج گروه ترککننده، پیش میرود. استری شدن فیشر با کاتالیز اسید، تعادلی است که با حذف آب یا استفاده از معرف اضافی به سمت جلو رانده میشود، در حالی که هیدرولیز آمید و استر میتواند با کاتالیز اسید یا باز انجام شود، که مورد دوم (صابونی شدن) برگشتناپذیر است.
Clinical relevance
پیوند آمیدی، پیوند پروتئینها و داروهای بیشماری است؛ گروههای استری در پیشداروها (prodrugs) که هیدرولیز میشوند تا عامل فعال را آزاد کنند، مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. گروههای کربوکسیلیک اسید، اسیدیته و حلالیت را به بسیاری از داروها، از جمله آسپرین و داروهای ضدالتهاب غیراستروئیدی، اعطا میکنند.
History
کار فیشر در اواخر قرن نوزدهم در مورد استری شدن، همراه با مطالعه سیستماتیک جانشینی آسیل، روابط واکنشپذیری بین مشتقات اسید را که همچنان اساس سنتز و بیوشیمی هستند، برقرار کرد.
Key figures
- Emil Fischer
- Rainer Ludwig Claisen
Related topics
Seminal works
- careysundberg2007b
Frequently asked questions
- چرا یک کلرید اسید میتواند یک استر بسازد اما عکس آن به آسانی ممکن نیست؟
- واکنشپذیری در جانشینی آسیل از کلریدهای اسید تا آمیدها کاهش مییابد؛ یک مشتق واکنشپذیرتر به راحتی به یک مشتق کمتر واکنشپذیر تبدیل میشود زیرا گروه ترککننده بهتری دارد، در حالی که عکس آن نیاز به فعالسازی ویژه دارد.
- صابونی شدن چیست؟
- صابونی شدن، هیدرولیز استر با کاتالیز باز است که منجر به تولید نمک کربوکسیلات و یک الکل میشود؛ از آنجایی که کربوکسیلات پایدار و غیرواکنشپذیر است، واکنش عملاً برگشتناپذیر است.