Гидроксамовые кислоты — класс органических соединений, которые содержат функциональную группу RC(O)N(OH)R', где R и R' — углеводородные радикалы. Фактически они представляют собой амиды (RC(O)NHR'), у которых один атом водорода при азоте замещён на гидроксил . Часто используются как хелатирующие агенты металлов. Обладают таутомерией , могут обратимо переходить в гидроксииминовую форму .

История

Впервые гидроксамовую кислоту удалось получить в 1869 г. в лаборатории Вильгельма Лоссена. В результате взаимодействия этилоксалата и гидроксиламина была получена оксалогидроксамовая кислота. Чуть позже удалось получить смесь моно-, ди- и трибензоиловых производных гидроксамовых кислот в результате реакции гидроксиламина с хлорангидридом бензойной кислоты .

Синтез и реакции

Гидроксамовые кислоты обычно получают из сложных эфиров или хлорангидридов карбоновых кислот. Например, синтез идёт в соответствии со следующим уравнением реакции :

C ₆ H ₅ CO ₂ Me + NH ₂ OH → C ₆ H ₅ C(O)NHOH + MeOH

Также гидроксамовые кислоты могут быть получены из альдегидов при помощи .

Наиболее известная реакция с участием гидроксамовых кислот — это перегруппировка Лоссена . Алкилирование приводит к образованию сложных алкиловых эфиров гидроксамовых кислот, а ацилирование хлорангидридами карбоновых кислот — ацильных производных гидроксамовых кислот .

Физические свойства

Ароматические гидроксамовые кислоты — относительно стабильные кристаллические твердые вещества. В целом, гидроксамовые кислоты — менее сильные кислоты, чем соответствующие им карбоновые (рК около 9) .

Координационная химия и биохимия

• Галерея
• 
• 
• 

В области координационной химии гидроксамовые кислоты используются в качестве лигандов . Депротонируясь, они превращаются в бидентатные лиганды гидроксоматы, которые связывают ионы металлов. Сродство гидроксоматов к ионам трёхвалентного железа настолько велико, что в результате эволюции у живых организмов появилось целое семейство гидроксамовых кислот, которые функционируют как лиганды и переносчики ионов железа. Такие вещества называются и используются для поглощения ионов железа всеми бактериями и растениями . Использование этих веществ позволяет растворить нерастворимые соединения трёхвалентного железа. Образовавшиеся комплексы затем транспортируются в клетку, где Fe ³⁺ восстанавливается до Fe ²⁺ . Сродство гидроксоматов к Fe ²⁺ значительно меньше, чем к Fe ³⁺ , поэтому ион двухвалентного железа легко диссоциирует из такого комплекса. У двудольных , не злаковых и дрожжей восстановление сидерофоров осуществляется внеклеточно, а в клетку поступает свободный ион Fe ²⁺ . У злаков , остальных грибов и бактерий сидерофор транспортируется в клетку целиком, и лишь затем подвергается восстановлению .

Использование

Гидроксамовые кислоты широко используются для флотации редкоземельных минералов. Они применяются для концентрирования и экстракции руд, которые затем подвергаются дальнейшей обработке. Некоторые гидроксамовые кислоты (например, вориностат , белиностат , и трихостатин А ) являются ингибиторами гистондеацетилазы и поэтому обладают антираковыми свойствами. , — природное производное гидроксамовой кислоты, — используется в качестве противоядия при отравлении железом. Ещё одна природная гидроксамовая кислота — , это ингибитор 1-деокси- D -ксилулозо-5-фосфат редуктоизомеразы ( ), а ингибирует альтернативную оксидазу растений и грибов. Кроме того, ведутся исследования по использованию гидроксамовых кислот для переработки отработанного ядерного топлива .

Примечания

Литература

• Fouché, K. F.; H. J. le Roux; F. Phillips. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1970. — June ( vol. 32 , no. 6 ). — P. 1949—1962 . — ISSN . — doi : .
• Barocas, A.; F. Baroncelli; G. B. Biondi; G. Grossi. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1966. — December ( vol. 28 , no. 12 ). — P. 2961—2967 . — ISSN . — doi : .
• Baroncelli, F.; G. Grossi. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1965. — May ( vol. 27 , no. 5 ). — P. 1085—1092 . — ISSN . — doi : .
• Al-Jarrah, R. H.; A. R. Al-Karaghouli; S. A. Al-Assaf; N. H. Shamon. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1981. — Vol. 43 , no. 11 . — P. 2971—2973 . — ISSN . — doi : .
• Gopalan, Aravamudan S.; Vincent J. Huber; Orhan Zincircioglu; Paul H. Smith. Novel tetrahydroxamate chelators for actinide complexation: synthesis and binding studies (англ.) // (англ.) ( : journal. — Chemical Society , 1992. — No. 17 . — P. 1266—1268 . — doi : .
• Koshti, Nirmal; Vincent Huber; Paul Smith; Aravamudan S. Gopalan. (англ.) // Tetrahedron : journal. — 1994. — 28 February ( vol. 50 , no. 9 ). — P. 2657—2664 . — ISSN . — doi : .