náhled|Chemická struktura karbamátů
Karbamáty jsou organické sloučeniny odvozené od kyseliny karbamové (NH2COOH). Karbamátová skupina, kyseliny a estery jsou funkční skupiny, které jsou strukturálně vzájemně příbuzné a často lze mezi nimi provádět vzájemné konverze. Karbamátové estery se označují také jako urethany (či uretany).
Syntéza Karbamové kyseliny se odvozují od aminů: R2NH + CO2 → R2NCO2H Kyselina karbamová je zhruba stejně kyselá jako kyselina octová. Ionizace protonu poskytuje karbamátový aniont, konjugovanou zásadu kyseliny karbamové: R2NCO2H → R2NCO2− + H+ Karbamáty vznikají také hydrolýzou chlorformamidů: R2NC(O)Cl + H2O → R2NCO2H + HCl Karbamáty mohou vznikat při Curtiově přesmyku, kdy vznikající isokyanatany reagují s alkoholem: RNCO + R'OH → RNHCO2R'
Výskyt a použití Byť se většina tohoto článku zabývá organickými karbamáty, vyrábí se také velké množství anorganické soli karbamátu amonného jakožto meziprodukt při výrobě močoviny z amoniaku a oxidu uhličitého.
Karbamáty v biochemii N-terminální aminoskupiny valinových zbytků v α- a β-řetězcích deoxyhemoglobinu jsou přítomny jako karbamáty. Pomáhají stabilizovat bílkovinu, když se z ní stává deoxyhemoglobin a zvyšuje pravděpodobnost uvolnění zbývajících kyslíkových molekul z vazby na bílkovinu. Vliv těchto karbamátů na afinitu hemoglobinu k O2 nesmí být spojován s efektem poklesu kyselosti deoxyhemoglobinu, který se nazývá Bohrův efekt.
ε-aminoskupiny lyzinových zbytků v ureáze a fosfortriesteráze taktéž využívají karbamát. Tento karbamát odvozený od aminoimidazolu je mezproduktem v biosyntéze inosinu. Z karboxyfosfátu vzniká místo CO2 karbamoylfosfát.Bartoschek, S.; Vorholt, J. A.; Thauer, R. K.; Geierstanger, B. H. and Griesinger, C., "N-Carboxymethanofuran (carbamate) formation from methanofuran and CO2 in methanogenic archaea : Thermodynamics and kinetics of the spontaneous reaction", Eur. J. Biochem., 2001, 267, 3130-3138.
Výrobky z karbamátových sloučenin
Karbamátové insekticidy náhled|vlevo|100 px|Karbamátový insekticid karbaryl Takzvané karbamátové insekticidy využívají funkční skupiny karbamátových esterů. Patří mezi ně například aldikarb, karbofuran, fenoxykarb, karbaryl, ethionokarb a fenobukarb. Tyto insekticidy usmrcují hmyz reverzibilní inaktivací enzymu acetylcholinesterázy. Organofosfátové pesticidy také inaktivují tento enzym, avšak ireverzibilně, proto způsobují mnohem vážnější cholinergní otravu.Robert L. Metcalf “Insect Control” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry” Wiley-VCH, Weinheim, 2002. Repelent icaridin je substituovaný karbamát.
Polyurethany
Polyurethany (též polyuretany) obsahují ve své struktuře více karbamátových skupin. „Urethan“ není jednotkou (monomerem) polyurethanů. Tyto polymery mohou mít různorodé vlastnosti a jsou komerčně dostupné ve formě pěny (pěnový polyurethan), elastomerů i tuhých látek. Vznikají reakcí alkoholů s isokyanatany: RN=C=O + R'OH → RNHC(O)OR' Typicky se využívají diisokyanatany, např. toluen-diisokyanatan, a dioly, např. bisfenol A.
Lékařství Urethan čili ethylkarbamát se vyráběl ve Spojených státech jako protinádorové léčivo a pro jiné lékařské účely. Byl však shledán toxickým a téměř neúčinným. Občas se používá ve veterinárním lékařství.
Některé karbamáty se využívají ve farmakoterapii, například inhibitory cholinesterázy neostigmin a rivastigmin, jejichž chemická struktura je založena na přírodním alkaloidu fysostigminu. Mezi další příklady patří meprobamat a jeho deriváty, např. karizoprodol, felbamat a tybamat, třída anxiolytik a myorelaxancií široce používaných v 60. letech 20. století před rozmachem benzodiazepinů; někdy se používají i dnes.
Reference
Související články Methyl-karbamát Ethyl-karbamát Polyuretan
Externí odkazy
Kategorie:Amidy karboxylových kyselin
Kategorie:Funkční skupiny