Carbonsäureamide

Chemie

Carbonsäureamide sind Carbonsäurederivate, bei denen die OH-Gruppe der Säure durch eine Aminogruppe eines Amins ersetzt ist.

Carbonsäureamide phenyloge Carbonsäureamide

pK_B
(aliphatisch) 14 - 15
(aromatisch) ca. 16
(phenylog) 11 - 12

Carbonsäureamide entstehen durch Reaktion von Aminen mit Carbonsäuren unter Abspaltung von Wasser.
Die Carbonsäureamide werden meist nur kurz als "Amide" bezeichnet, da sie die weit überwiegende Zahl der bedeutsamen Amide ausmachen.
Prinzipiell können alle Sauerstoffsäuren (also solche die eine OH-Gruppe besitzen) mit Aminen zu Amiden reagieren.
- Bekanntestes Beispiel dürften die Sulfonsäuren sein, die entsprechend Sulfonsäureamide bilden. Aus dieser Gruppe stammen einige wichtige Arzneistoffe, man vergleiche bloß die Gruppennamen "Sulfonamide" für eine bestimmte Klasse von Antibiotika, oder "Sulfonylharnstoffe" für bestimmte orale Antidiabetika.
Von den offenkettigen Carbonsäureamiden, werden die cyclischen Carbonsäureamide unter der Bezeichnung Lactame abgegrenzt.
- Hierbei sind Lactame tatsächlich nur die Carbonsäurederivate, daher müssen sich nicht "Carbonsäurelactame" heißen. Die cyclischen Sulfonsäureamide werden vielmehr als Sulfame bezeichnet.
Sämtliche Amide sind deutlich reaktionsträger als der vergleichbare Säureester, da sie deutlich stärker durch Mesomerie stabilisiert sind.
- Der im Amid enthaltene Stickstoff ist weniger elektronegativ als der im Ester an seiner Stelle vorhandene Sauerstoff. Das Stickstoffatom gibt daher sein freies Elektronenpaar stärker an das mesomere System ab.

R-(C=O)-NR₂ R-(C-O^-)=N⁺R₂

Amide sind nur äußerst schwach basisch, da das freie Elektronenpaar des Stickstoffs an der Mesomerie beteiligt ist. In wässriger Lösung reagieren sie neutral.
Wenn sie überhaupt protoniert werden, so findet dies stets am Carbonylsauerstoff statt.
Der pK_B-Wert von Amiden liegt meist im Bereich von 14 - 15.
Die sauren Eigenschaften von Carbonsäureamiden können durch die Ausbildung einer intramolekularen Wasserstoffbrücke zwischen einem Proton am Stickstoff und dem Sauerstoff der Carbonylgruppe herabgesetzt sein.

Aufgrund der Reaktionsträgheit der Amide sind zu ihrer säure- oder basenkatalysierten Hydrolyse sehr harte Bedingungen notwendig.
Nur der Einsatz von konzentrierten Säuren oder Basen, die Anwendung hoher Temperaturen (am besten in Kombination mit hohen Drücken) und lange Reaktionszeiten führen zur Spaltung des Amids.
Als Grund für die schwierige Hydrolyse im Sauren gilt, dass sich Amide nur schwer protonieren lassen. Nicht das C-Atom, sondern der Sauerstoff muss protoniert werden.

+ + +

Ähnliches gilt für die alkalische Hydrolyse. Das C-Atom des Amids ist, anders als das eines Esters, in keiner mesomeren Grenzform positiviert. Damit ist ein nucleophiler Angriff auf dieses C-Atom durch ein Hydoxidion erheblich erschwert.

+ + + + NH₂^-