Eine starke Wasserstoffbrücke zu einem Amid-Stickstoffatom in einem „Amid-Protonenschwamm”: Konsequenzen für Struktur und Reaktivität
✍ Scribed by Christopher Cox; Harald Wack; Thomas Lectka
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1999
- Tongue
- English
- Weight
- 104 KB
- Volume
- 111
- Category
- Article
- ISSN
- 0044-8249
No coin nor oath required. For personal study only.
✦ Synopsis
Man nimmt allgemein an, daû das Carbonylsauerstoffatom in einer Carbonsäureamidgruppe die thermodynamisch bevorzugte Stelle für die Protonierung ist. [1] Es wurde allerdings auch vorgeschlagen, daû in biologisch wichtigen Reaktionen von Peptiden und Proteinen, z. B. bei der säurekatalysierten Peptidhydrolyse [2] und der cis-trans-Isomerisierung an einer C-N-Bindung, [3] die N-Protonierung eine Schlüsselrolle spielt. Ausgiebige Untersuchungen der säurekatalysierten Amidhydrolyse führten bisher zu der Ansicht, daû im allgemeinen die O-protonierte Form die entscheidende Zwischenstufe auf dem Reaktionsweg zur Hydrolyse ist. [4] Doch immer wieder wurde auch von Anhaltspunkten für eine N-Protonierung berichtet, [2] was ebenso für die bei Cysteinproteasen bedeutsame thiolkatalysierte Amidhydrolyse gilt. [5] N-protonierte Amide sind bis jetzt kaum charakterisiert worden, wahrscheinlich weil sie im Vergleich zur O-protonierten Form in wäûriger Lösung um ca. 7 pK S -Einheiten thermodynamisch beungünstigt sind. [6] Nicht einmal Spezies mit starken H-Brücken zwischen einem Donor und einem Amid-N-Atom sind bisher bekannt. [7] Hier berichten wir über die erste spektroskopische und kristallographische Charakterisierung einer starken H-Brücke zwischen einem geladenen Donor (einem protonierten Amin) und einem Amid-N-Atom in einem Modellsystem und beschreiben eine ungewöhnliche Reaktivität der Amidgruppe, die aus dieser Wechselwirkung herrührt.
Wir stellten hierzu die Verbindungen 1 her, in denen eine protonierte Aminogruppe als Donor in geeigneter Stellung eher eine starke intramolekulare H-Brücke zum Amid-N-Atom als zum Carbonyl-O-Atom einer Carbonsäureamidgruppe eingeht [Gl. (1)]. [8] 1 hat ¾hnlichkeit mit dem bekannten ¹Protonenschwammª 2, dessen auûergewöhnliche Basizität von der Destabilisierung der freien Base herrührt, was wiederum auf die Elektron-Elektron-Abstoûung in der freien Base und auf die Bildung einer starken H-Brücke nach deren Protonierung zurückzuführen ist. [9] Der ¹Amid-Pro-