Jump to content

Lactam

(Redirected from Lactamization)
From left to right, the above are general structures of β-lactam, a γ-lactam, a δ-lactam, and ε-lactam. Their common names are β-propiolactam, γ-butyrolactam, δ-valerolactam, and ε-caprolactam.

A lactam is a cyclic amide, formally derived from an amino alkanoic acid through cyclization reactions. The term is a portmanteau of the words lactone + amide.

Nomenclature

[edit]

Greek prefixes in alphabetical order indicate ring size.

Ring size
(number of atoms in the ring)
Systematic name IUPAC name Common name(s) Structure
3 α-Lactam Aziridin-2-one α-Acetolactam
4 β-Lactam Azetidin-2-one β-Propiolactam
5 γ-Lactam Pyrrolidin-2-one
  • γ-Butyrolactam
  • 2-Pyrrolidone
6 δ-Lactam Piperidin-2-one
  • δ-Valerolactam
  • 2-Piperidinone
  • 2-piperidone
7 ε-Lactam Azepan-2-one
  • ε-Caprolactam
  • Caprolactam

This ring-size nomenclature stems from the fact that hydrolysis of an α-lactam gives an α-amino acid and that of a β-Lactam gives a β-amino acid, and so on.

Synthesis

[edit]

General synthetic methods are used for the organic synthesis of lactams.

Beckmann rearrangement

[edit]

Lactams form by the acid-catalyzed rearrangement of oximes in the Beckmann rearrangement.

Schmidt reaction

[edit]

Lactams form from cyclic ketones and hydrazoic acid in the Schmidt reaction. Cyclohexanone with hydrazoic acid, forms ε - Caprolactum, which upon treatment with excess acid forms Cardiazole, a heart stimulant.

Cyclization of amino acids

[edit]

Lactams can be formed from cyclisation of amino acids via the coupling between an amine and a carboxylic acid within the same molecule. Lactamization is most efficient in this way if the product is a γ-lactam. For example, Fmoc-Dab(Mtt)-OH, although its side-chain amine is sterically protected by extremely bulky 4-Methyltrityl (Mtt) group, the amine can still intramolecularly couple with the carboxylic acid to form a γ-lactam. This reaction almost finished within 5 minutes with many coupling reagents (e.g. HATU and PyAOP).[1]

Intramolecular nucleophilic substitution

[edit]

Lactams form from intramolecular attack of linear acyl derivatives from the nucleophilic abstraction reaction.

Iodolactamization

[edit]

An iminium ion reacts with a halonium ion formed in situ by reaction of an alkene with iodine.[2]

Реакция йодолактамизации

Kinugasa reaction

[edit]

Lactams form by copper-catalyzed 1,3-dipolar cycloaddition of alkynes and nitrones in the Kinugasa reaction

Diels-Alder reaction

[edit]

Diels-Alder reaction between cyclopentadiene and chlorosulfonyl isocyanate (CSI) can be utilized to obtain both β- as well as γ-lactam. At lower temp (−78 °C), β-lactam is the preferred product. At optimum temperatures, a highly useful γ-lactam known as Vince Lactam[3] is obtained.[4]

Подготовка VL и Beta Lactam

Lactam–lactim tautomerism

[edit]

A lactim is a cyclic imidic acid compound characterized by an endocyclic carbon-nitrogen double bond. They are formed when lactams undergo tautomerization.

   Lactam                                                    Lactim

Reactions

[edit]

See also

[edit]

References

[edit]
  1. ^ Lam, Pak-Lun; Wu, Yue; Wong, Ka-Leung (30 March 2022). "Incorporation of Fmoc-Dab(Mtt)-OH during solid-phase peptide synthesis: a word of caution". Organic & Biomolecular Chemistry. 20 (13): 2601–2604. doi:10.1039/D2OB00070A. ISSN 1477-0539. PMID 35258068. S2CID 247175352.
  2. ^ Spencer Knapp, Frank S. Gibson Organic Syntheses, Coll. Vol. 9, p.516 (1998); Vol. 70, p.101 (1992) Online article
  3. ^ Singh, R.; Vince, R. Chem. Rev. 2012, 112 (8), pp 4642–4686."2-Azabicyclo[2.2.1]hept-5-en-3-one: Chemical Profile of a Versatile Synthetic Building Block and its Impact on the Development of Therapeutics"
  4. ^ Pham, P.-T.; Vince, R. Phosphorus, Sulphur and Silicon 2007, 779-791.
[edit]
  • Media related to Lactams at Wikimedia Commons
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 95d8cd79da05224aa9b1ddea9997ecc1__1725427800
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/95/c1/95d8cd79da05224aa9b1ddea9997ecc1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lactam - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)