Протонирование

21.1.1.1.1. Протонирование

Имидазол, тиазол и алкилоксазолы (но не сам оксазол) образуют стабильные кристаллические соли с сильными кислотами за счёт протонирования атома азота N(3), известные как соли имидазолия, тиазолия и оксазолия соответственно.

Рисунок 1. Раздел 21.1.1.1.1. Протонирование

Имидазол — гораздо более сильное основание (pKa 7,l), чем тиазол (pKa 2,5), оксазол (pKa 0,8) и даже пиридин (рКa 5,2). Это обусловлено амидиноподобным резонансом, который позволяет обоим атомам азота на равных участвовать в делокализации заряда. Относительно низкую основность оксазола можно объяснить сочетанием индуктивного влияния электроотрицательного кислорода со слабым мезомерным электронодонорным действием. 1,3-Азолы устойчивы в горячих растворах сильных кислот.

Водородные связи имидазолов

Имидазол подобно воде представляет собой как хороший донор, так и хороший акцептор водородных связей, причём иминный атом азота — донор электронной пары, а N-водород, будучи в значительной степени кислым (разд. 21.4.1.), — акцептор.

Рисунок 2. Раздел 21.1.1.1.1. Протонирование

Это свойство имидазола играет центральную роль в деятельности некоторых ферментов, содержащих имидазольное кольцо гистидина, например пищеварительного фермента химотрипсина, который отвечает за гидролиз амидных связей пептидов в тонкой кишке: фермент переносит «протон» из одного положения в другое, что обеспечивается амбидентным характером имидазольногоядра. На приведённой ниже схеме показано, каким образом гетероцикл позволяет протону «двигаться взад и вперёд» из одного положения в другое через гетероцикл.

Рисунок 3. Раздел 21.1.1.1.1. Протонирование

Таутомерия имидазолов

Незамещённым по кольцевым атомам азота имидазолам свойственны таутомерные превращения, которые становятся очевидными в случае несимметрично замещённых производных, таких, как, например, показанный ниже метилими-дазол. Эта индивидуальная особенность химии имидазола означает, что назвать это соединение просто «4-метилимидазол» было бы ошибочным, так как его молекула находится в таутомерном равновесии с 5-метилимидазолом и практически неразделима с ним. Все подобные таутомерные пары неразделимы, поэтому условились называть их, например, 4(5)-метилимвдазол. В некоторых парах один из таутомеров преобладает: например, 4(5)-нитроимидазол существует преимущественно в виде 4-нитротаутомера в соотношении 400:1.

Рисунок 4. Раздел 21.1.1.1.1. Протонирование


21.1.1.1.1. Протонирование

Список литературы к главе 21

Упражнения к главе 21

Глава 21

Дополнительно:


Немецко-русский химический словарь / Словарь содержит около 45 000 слов — достаточно полное собрание терминов по неорганической, органической, общей, физической, аналитической и биологической химии. Наряду с этим при составлении словаря большое внимание уделено терминологии различных областей химической технологии, что даёт возможностьНемецко-русский химический словарь
Словарь содержит около 45 000 слов — достаточно полное собрание терминов по ...
Химия и технология полиформальдегида / Книга посвящена изложению теоретических основ синтеза нового полимерного материала — полиформальдегида, применяемого для производства различных деталей в машиностроении, приборостроении и других областях народного хозяйства. В книге рассматриваются различные аспекты процессов полимеризации формальдеХимия и технология полиформальдегида
Книга посвящена изложению теоретических основ синтеза нового полимерного ...
Строение стекла / Москва — Ленинград, 1955 год. Издание Академии наук СССР. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Стекло, помимо широкого использования в жилищно-промышленном строительстве и в быту, находит все большее и большее применение в различных областях науки и техники. Грамотное ведение технологических Строение стекла
Москва — Ленинград, 1955 год. Издание Академии наук СССР. Издательский переплёт. ...
Валентность / Книга посвящена теории химической связи, написана одним из крупнейших специалистов по квантовой химии и отличается чётким и ясным изложением материала. Она не перегружена математическим аппаратом, но вместе с тем изложение ведётся на высоком научном уровне и без упрощения электронной теории строенияВалентность
Книга посвящена теории химической связи, написана одним из крупнейших ...