酰胺在自然界中廣泛存在，並在科學技術中有重要應用。蛋白質中的肽鍵便以酰胺結構相連接。工業上重要的化工材料，如尼龍、芳綸、克維拉、特瓦綸等都是含酰胺結構單體聚合成的合成纖維。許多藥物也都包含酰胺結構，它幫助維持剛性結構並抵抗水解，如對乙酰氨基酚、青黴素、LSD等[3]。一些低分子量的酰胺，是常用的有機溶劑，如DMF和DMAc。
命名
酰胺可以看作羧酸被氨基或胺取代後衍生的產物，因此可以將酸字改為酰胺來命名，英文命名時將-ic acid改為-amide[4]，例如：
 |
 |
|
| 乙酰胺 | 異丁（基）酰胺 | 乙二酰二胺 |
當酰胺中的氮上連有多個烴基時，則需要將氮上取代基寫在某酰之前，並用N-來表示其位置（在沒有歧義時可省略），例如：
 |
 |
|
| 乙酰苯胺 | N,N-二甲基甲酰胺 | 二甲基乙酰胺 |
二元羧酸被氨（或胺）基取代時，稱為「某二酰胺」，英文命名時將詞尾-dioic acid改為-diamide；當兩個羧基被同一個氨（或胺）基取代得到環狀化合物時，稱為「某二酰亞胺」，英文命名時將詞尾改為-imide；當胺上的烴基與酰胺的碳原子首尾相連形成環狀化合物時，稱為「某內酰胺」，英文命名時將詞尾改為-lactam[5]，例如：
 |
 |
|
| 丁二酰胺 | N-溴代丁二酰亞胺 | 4-丁內酰胺 |
酰胺根據其N上取代程度，可分為伯（一級）酰胺、仲（二級）酰胺和叔（三級）酰胺[6]。
結構
酰胺中的C-N鍵較胺中的C-N鍵要短，一方面是因為酰胺中C-N鍵的碳是用sp2雜化軌道與氮成鍵，而胺中C-N鍵的碳是用sp3雜化軌道與氮成鍵，s成分較少[7]；另一方面是因為氮上孤對電子在羰基上離域，在碳、氮和氧間形成共軛體系，從而使C-N鍵具有某些雙鍵性質。因此，酰胺中的N、O、C位於同一平面，限制了圍繞酰基的旋轉[8][9]。
酰胺結構有以下的共振式：
性質
除甲酰胺外，大部分具有RCONH2結構的酰胺為白色固體，這是因為分子間形成了氫鍵[10][11]。在羧酸衍生物中，酰胺具有最強的穩定性，其水解最難發生，一般需要在強酸性或鹼性條件下回流。相較於胺類，酰胺表現出較弱的鹼性，低級的酰胺可溶於水，例如DMF和DMAc便是很好的非質子極性溶劑，且可以與水混溶[10]。能與酸反應成鹽，其質子化發生在氧原子上，酰胺的鹼性要弱於胺，但強於酯、酮和羧酸，酰亞胺上的氫原子有弱酸性[12][13]。
蛋白質和肽是含有酰胺鍵的重要生物分子。一些生物鹼中也含有酰胺結構[14]。
合成
酰胺可以通過羧酸與胺偶聯製備，直接反應需要高溫將水趕出體系[15]：
酰胺可以通過酯、酸酐（盧米埃爾-巴比耶方法）或酰氯（肖滕-鮑曼反應）與胺反應來合成。多肽合成中通過偶聯劑（如HATU、HOBt、PyBOP）來合成酰胺[16]。一些試劑，如Sheppard酰胺化試劑，被用來構建酰胺和亞胺結構[17][18]。
| 反應 | 底物 | 備註 |
|---|---|---|
| 親核酰基取代反應 | 酰氯或酸酐 | 試劑：氨或胺 |
| Beckmann重排 | 環酮 | 試劑：肟和酸催化 |
| Schmidt反應 | 酮 | 試劑：疊氮酸 |
| 腈的控制水解[19] | 腈 | 試劑：水和酸催化 |
| Willgerodt–Kindle反應 [20] | 芳基烷基酮 | 硫和嗎啉 |
| Passerini反應 | 異腈、酮（或醛）和羧酸 | 極性溶劑（如水或甲醇） |
| Ugi反應 | 異腈、羧酸、伯胺和酮（或醛） | |
| Bodroux反應[21][22] | 羧酸和格氏試劑的胺類衍生物（如IMgNHR） | 
|
| Chapman重排[23][24] | 芳基亞胺基醚 | 對N,N-二芳基亞胺，反應機理為分子內芳香族親核取代反應[25]  |
| Ritter反應[26] | 腈、烷基化試劑如（異丁烯、叔丁醇）和強酸。 | 在濃酸作用下，腈與碳正離子發生加成反應得到仲酰胺，Ritter反應能在叔碳處構建一根C-N鍵。 |
| 末端烯烴的光化學加成[27] | 末端烯烴和甲酰胺 | 甲酰胺對末端單烯烴的自由基同系化反應，得到反馬氏加成產物。 |
| 羧酸衍生物的氨解[28][29][30][31] | 酯、酰鹵、酰胺和酸酐 | 羧酸衍生物可以與氨反應，形成酰胺，稱為氨解。 |
有機釕化合物催化胺的脫氫酰化，該反應通過醇脫氫產生的醛，與胺形成半胺醛，隨後二次脫氫得到酰胺，該反應的副產物為氫氣[32] ：
酰胺與胺反應生成新的酰胺的反應稱為酰胺交換反應，該反應進行地非常緩慢，需要路易斯酸 [33]和有機金屬催化劑[34]催化：
- RC(O)NR'2 + HNR"2 → RC(O)NR"2 + HNR'2
反應
酰胺的酸性水解機理[35] 
酰胺的酸性與鹼性水解
酰胺會發生與酯相似的反應，但其反應性弱於酯。酰胺在熱鹼或強酸條件下會發生水解，酸性水解會產生對應羧酸和銨離子，鹼性水解會產生對應胺和羧酸根離子。由於酰胺的水解條件相較於酯、酰鹵更強烈，因此該反應不需要催化，也不可逆。
參見
參閱書籍
- 邢其毅等. 《基础有机化学》第三版 上册. 高等教育出版社. 2005a.
- 邢其毅等. 《基础有机化学》第三版 下册. 高等教育出版社. 2005b.
參考文獻
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
