アミド

有機化学において、アミド[ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ]は、}有機アミドまたはカルボキサミドとも呼ばれ、一般式R−C(=O)−NR′R″で表される化合物であり、R、R'、R″は任意の基、典型的には有機基または水素原子を表す^{[ 4 ] [ 5 ]} 。アミド官能基は生命の化学において重要な役割を果たしており、ペプチド結合としてアミノ酸同士を連結してタンパク質を形成する。

アミドは、カルボン酸（R−C(=O)−OH）のヒドロキシル基（−OH ）がアミノ基（−NR′R″ ）に置き換えられた誘導体と見なすことができる。あるいは、同等に、アシル（アルカノイル）基（R−C(=O)−）がアミノ基に結合したものと見なすこともできる。

一般的なアミドには、ホルムアミド（H−C(=O)−NH ₂）、アセトアミド（H ₃ C−C(=O)−NH ₂）、ベンズアミド（C ₆ H ₅ −C(=O)−NH ₂）、ジメチルホルムアミド（H−C(=O)−N(−CH ₃ ) ₂）がある。

アミドは、窒素原子に結合しているアシル基の数に応じて、第一級、第二級、第三級に分類される。 ^{[ 5 ] [ 6 ]}

アミドの核となる−C(=O)−(N)はアミド基（特にカルボキサミド基）と呼ばれます。

通常の命名法では、親酸の名前の語幹に「アミド」という語を追加します。たとえば、酢酸から誘導されるアミドはアセトアミド(CH ₃ CONH ₂ )と呼ばれます。IUPAC はエタンアミドを推奨していますが、これや関連する正式名はめったに見かけません。アミドが第一級または第二級アミンから誘導される場合、窒素上の置換基が名前の最初に示されます。したがって、ジメチルアミンと酢酸から形成されるアミドはN , N -ジメチルアセトアミド (CH ₃ CONMe ₂、ここで Me = CH ₃ )です。通常、この名前もジメチルアセトアミドに簡略化されます。環状アミドはラクタムと呼ばれ、必然的に第二級または第三級アミドです。^{[ 5 ] [ 7 ]}

アミドは自然界や技術分野に広く存在しています。タンパク質やナイロン、アラミド、トワロン、ケブラーなどの重要なプラスチックは、アミド基で連結された単位からなるポリマー（ポリアミド）です。これらの結合は容易に形成され、構造的な剛性を与え、加水分解に抵抗します。アミドには、パラセタモール、ペニシリン、LSDなどの多くの医薬品だけでなく、他の多くの重要な生物学的化合物も含まれています。^{[ 8 ]}ジメチルホルムアミドなどの低分子量アミドは、一般的な溶媒です。

窒素原子上の孤立電子対はカルボニル基に非局在化するため、窒素と炭素の間に部分的な二重結合が形成される。実際、O、C、N原子は非局在化電子によって占有された分子軌道を持ち、共役系を形成している。その結果、アミドの窒素の3つの結合は（アミンのように）ピラミッド型ではなく平面型となる。この平面的な制約により、N結合周りの回転が妨げられるため、このような分子のバルク材料の機械的特性、およびこのような結合によって構築される高分子の立体構造特性に重要な影響を与える。回転できないという点が、回転を許容し、より柔軟なバルク材料となるエステル基とアミド基を区別する特徴である。

アミドのCC(O)NR ₂コアは平面構造である。C=O間の距離はCN間の距離より約10%短い。アミドの構造は、中性（A）と両性イオン（B）という2つの異なる構造間の共鳴として記述することもできる。

アセトアミドの場合、構造Aが構造に62%寄与し、構造Bが28%寄与すると推定されている（これらの数値の合計が100%にならないのは、上記に示されていない重要性の低い共鳴形態が他にも存在するためである）。 ^{[ 10 ]}非常に歪んだキヌクリドンでは共鳴はほとんど起こらない。

アミドのIRスペクトルでは、1650 cm⁻¹付近に中程度の強度_のνCOバンドが現れる。このバンドのエネルギーは、エステルやケトンのνCOのエネルギーよりも約60 _cm⁻¹低い_。この差は^、双性イオン共鳴構造の寄与を反映している。  

アミドは求核置換反応に容易には関与しません。アミドは水に対して安定であり、加水分解に対する安定性はエステルの約100倍です。ただし、アミドは酸または塩基の存在下で加水分解されてカルボン酸になることがあります。アミド結合の安定性は生物学的に重要な意味を持ちます。なぜなら、タンパク質を構成するアミノ酸はアミド結合で結合しているからです。アミド結合は加水分解に対して十分な耐性があり、水溶液中でタンパク質の構造を維持できますが、触媒による加水分解には弱いのです。

第一級および第二級アミドは炭素求核剤と有効に反応しません。代わりに、グリニャール試薬と有機リチウム化合物はアミドNH結合を脱プロトン化します。第三級アミドはこの問題を起こさず、炭素求核剤と反応してケトンを生成します。アミド陰イオン（NR ₂ ^{− ）は非常に強い塩基であり、したがって非常に弱い脱離基であるため、求核攻撃は一度しか起こりません。N} , N-ジメチルホルムアミド（DMF）は、炭素求核剤と反応すると、ホルミル基を導入するために使用できます。^{[ 11 ]}

ここで、フェニルリチウム1がDMF2のカルボニル基を攻撃し、四面体中間体3を生成する。ジメチルアミド陰イオンは脱離基として弱いため、中間体は崩壊せず、別の求核付加は起こらない。酸性後処理により、アルコキシドがプロトン化されて4となり、続いてアミンがプロトン化されて5となる。中性ジメチルアミン分子の脱離とプロトンの脱離により、ベンズアルデヒド6が得られる。

2015年にニール・ガーグとケン・ホークの研究チームによって、アミドをニッケル触媒を用いてエステルに変換できることが示され、新しいクラスのアミド反応が発見されました。^{[ 12 ]} ニッケル触媒は、酸化付加によって、通常は強いアミドCN結合を切断します。その後、ニッケルまたはパラジウム触媒を用いた他の多くのアミドクロスカップリングが開発され、^{[ 13 ] [ 14 ]}鈴木-宮浦カップリング^{[ 15 ]}などにより、アミドを他の多くの官能基に容易に変換できるようになりました。

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• アミノラジカル
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