Физические и химические свойства амидов

За исключением формамида, который является жидким, другие амиды в основном представляют собой бесцветные кристаллы, а моноалкилзамещенные амиды часто бывают жидкими. Из-за сильной способности молекул амида к межмолекулярным водородным связям и большой полярности молекул амида его температура плавления и кипения даже выше, чем у карбоновых кислот с аналогичной молекулярной массой. Когда атом водорода в аминогруппе заменяется гидрокарбильной группой, его температура плавления и кипения также снижается из-за уменьшения ассоциации межмолекулярной водородной связи.
Жидкий амид может растворять не только органические соединения, но и многие неорганические соединения и является хорошим растворителем. Например, N,N-диметилформамид и N,N-диметилацетамид можно смешивать с водой, большинством органических растворителей и многими неорганическими жидкостями в любой пропорции, и они являются хорошими апротонными полярными растворителями.
Амиды могут вступать в реакцию алкоголиза с сильными кислотами, а образующиеся в результате реакции аддукты, такие как CH3CONH2·HCl, очень нестабильны и полностью гидролизуются при воздействии воды. Амиды также могут образовывать соли металлов. Большинство солей металлов полностью гидролизуются при контакте с водой, но (CH3CONH)2Hg весьма стабилен. Амиды могут гидролизоваться до карбоновых кислот и аммиака (или аминов) при длительном нагревании в присутствии сильных кислот и оснований. Амид превращается в нитрил при осторожном нагревании в присутствии дегидратирующего агента пятиокиси фосфора. Амиды можно восстановить до аминов каталитическим гидрированием или реакцией с алюмогидридом лития. Амиды также могут реагировать с гипогалогенитами с образованием первичных аминов с одним атомом углерода меньше.
Амиды могут быть получены частичной дегидратацией аммониевых солей карбоновых кислот или аминолизом галогенангидридов, ангидридов и эфиров кислот; нитрилы также могут частично гидролизоваться, останавливаясь на амидной стадии.
Низкомолекулярные жидкие амиды, такие как N,N-диметилформамид и N,N-диметилацетамид, являются отличными апротонными полярными растворителями и могут также использоваться в качестве пластификаторов, присадок к смазочным материалам и реагентов органического синтеза. Амиды жирных кислот с длинной цепью, такие как амид стеариновой кислоты, могут использоваться в качестве гидроизоляционного агента для волокнистых тканей, а амид эруковой кислоты используется в качестве смазки при экструзии полиэтилена и полипропилена. N,N-дигидроксиэтиламиды жирных кислот с длинной цепью представляют собой неионогенные поверхностно-активные вещества и пластификаторы для сополимеров винилхлорида и винилацетата. N-сульфоалкилзамещенные длинноцепочечные амиды жирных кислот являются мягчителями синтетических волокон. Полиамиды, образованные поликонденсацией дикарбоновых кислот и диаминов, представляют собой синтетические волокна с превосходными свойствами.
Кислотность и основность: амиды, как правило, являются почти нейтральными соединениями, но при определенных условиях они могут показывать слабые кислоты или слабые основания. Амиды представляют собой ацильные производные аммиака или аминов с амино- или углеводородными аминогруппами в молекуле, но их основность значительно слабее, чем у аммиака или аминов. Основность амидов очень слабая, так как неподеленная электронная пара на аминном азоте в молекуле образует сопряженную систему с π-электронами карбонильной группы, что снижает плотность электронного облака на азоте и, таким образом, ослабляет способность принимать протоны. . В это время связь CN имеет определенную степень двойной связи. Однако уменьшение плотности электронного облака на азоте увеличивает полярность связи NH, что свидетельствует о слабой кислотности. Если два атома водорода в молекуле аммиака заменить на ацильную группу двухосновной кислоты, образуется циклическое иминосоединение (имид). Из-за электроноакцепторного эффекта двух карбонильных групп полярность связи NH иминогруппы значительно увеличивается, а атом водорода у азота легче превращается в протон, который является слабокислым. Например:
Гидролиз: Амиды обычно труднее гидролизовать. При нагревании в присутствии кислоты или основания реакция ускоряется, но идет значительно медленнее, чем гидролиз эфиров карбоновых кислот. N-замещенные амиды также могут подвергаться гидролизу с образованием карбоновых кислот и аминов.
Реакция с азотистой кислотой: амид реагирует с азотистой кислотой с образованием соответствующей карбоновой кислоты и выделением азота.