Cesko.wiki Karbamát
Author
Albert FloresKarbamát je chemická sloučenina, která se skládá z karbonylové skupiny (C=O) a aminové skupiny (NH2). Karbamáty jsou vytvářeny reakcí kyseliny uhličité s aminy nebo alkoholy. Tyto sloučeniny se využívají v různých oblastech, jako jsou farmaceutický průmysl, chemický průmysl a zemědělství. Karbamáty mají široké spektrum biologických aktivit a jsou používány jako léčiva ke snižování hladiny cholesterolu, ke snižování hladiny cukru v krvi a k léčbě dny. V farmaceutickém průmyslu se také používají k výrobě insekticidů a herbicidů. V chemickém průmyslu se karbamáty využívají jako katalyzátory při výrobě syntetických polymerů a jako rozpouštědla při výrobě barviv a léčivých látek. V zemědělství jsou karbamáty používány jako insekticidy k hubení škůdců. Podílí se na ochraně plodin a usnadňují zvýšení výnosů zemědělských plodin. Karbamáty mají také význam v biochemii a medicíně, kde jsou studovány pro své účinky na enzymy a jejich potenciální využití v terapii různých onemocnění.
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. +more 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 bázi 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. +more 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. +more Z karboxyfosfátu vzniká místo CO2 karbamoylfosfát.
Výrobky z karbamátových sloučenin
Karbamátové insekticidy
Karbamátový insekticid karbaryl Takzvané karbamátové insekticidy využívají funkční skupiny karbamátových esterů. +more 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. Repelent icaridin je substituovaný karbamát.
Polyurethany
Polyurethany (též polyuretany) obsahují ve své struktuře více karbamátových skupin. „Urethan“ není jednotkou (monomerem) polyurethanů. +more 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. +more 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. +more karizoprodol, felbamat a tybamat, třída anxiolytik a myorelaxancií široce používaných v 60. letech 20. století před rozmachem benzodiazepinů; někdy se používají i dnes.