Перегруппировка Гофмана ( деградация Гофмана ) — это органическая реакция первичного амида с образованием первичного амина с одним атомом углерода меньше . [1] [2] [3] Реакция включает окисление азота с последующей перегруппировкой карбонила и азота с образованием промежуточного изоцианата . В результате реакции может образовываться широкий спектр продуктов, включая алкилы и ариламины .
Реакция брома с гидроксидом натрия образует in situ гипобромит натрия , который превращает первичный амид в промежуточный изоцианат. Образование промежуточного нитрена невозможно, поскольку оно предполагает также образование гидроксамовой кислоты в качестве побочного продукта, чего никогда не наблюдалось. Промежуточный изоцианат гидролизуется до первичного амина с выделением углекислого газа . [2]
Анион реагирует с бромом в реакции α-замещения с образованием N -бромамида.
Отщепление основания оставшегося амидного протона дает анион бромамида.
Бромамид-анион перегруппировывается, когда группа R, присоединенная к карбонильному углероду, мигрирует к азоту, в то время как бромид-ион уходит, образуя изоцианат.
Изоцианат добавляет воду на стадии нуклеофильного присоединения с образованием карбаминовой кислоты (также известной как уретан ).
Карбаминовая кислота самопроизвольно теряет CO 2 , образуя аминный продукт.
Промежуточный изоцианат может быть захвачен различными нуклеофилами с образованием стабильных карбаматов или других продуктов вместо того, чтобы подвергаться декарбоксилированию. В следующем примере промежуточный изоцианат улавливается метанолом . [7]
Перегруппировку Гофмана также можно использовать для получения карбаматов из α,β - ненасыщенных или α -гидроксиамидов [2] [8] или нитрилов из α,β- ацетиленамидов [ 2] [9] с хорошими выходами (≈70%) . .
Симметричная структура [ необходимы пояснения ] α-фенилпропанамида не меняется после реакции Гофмана.
При синтезе габапентина , начиная с моноамидирования ангидрида 1,1-циклогександиуксусной кислоты аммиаком до моноамида 1,1-циклогександиуксусной кислоты с последующей перегруппировкой Гофмана [12]
^ Хофманн, AW (1881). «Ueber die Einwirkung des Broms in щелочной Lösung auf Amide» [О действии брома в щелочном растворе на амиды]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 14 (2): 2725–2736. дои : 10.1002/cber.188101402242.
^ abcd Эверетт, Уоллис; Лейн, Джон (1946). Реакция Гофмана . Том. 3. С. 267–306. дои : 10.1002/0471264180.или003.07. ISBN9780471005285. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
^ Мохан, Рам С.; Монк, Кейт А. (1999). «Перегруппировка Гофмана с использованием бытового отбеливателя: синтез 3-нитроанилина». Журнал химического образования . 76 (12): 1717. Бибкод : 1999JChEd..76.1717M. дои : 10.1021/ed076p1717.
^ Баумгартен, Генри; Смит, Ховард; Стаклис, Андрис (1975). «Реакции аминов. XVIII. Окислительная перегруппировка амидов с тетраацетатом свинца». Журнал органической химии . 40 (24): 3554–3561. дои : 10.1021/jo00912a019.
^ Алмонд, Меррик Р.; Стиммель, Джули Б.; Томпсон, Алан; Лаудон, Марк (1988). «Перегруппировка Гофмана в слабокислых условиях с использованием [I,I-бис(трифторацетокси)]йодбензола: гидрохлорид циклобутиламина из циклобутанкарбоксамида». Органические синтезы . 66 : 132. дои : 10.15227/orgsyn.066.0132.
^ Верман, РА (1913). «Einwirkung von Natriumhypochromit auf Amide ungesättigter Säuren». Юстус Либигс Аннален дер Хими . 401 (1): 1–20. дои : 10.1002/jlac.19134010102.
^ Ринкес, IJ (1920). «Действие гипохлорита натрия на амиды и кислоты». Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas . 39 (12): 704–710. дои : 10.1002/recl.19200391204.
^ Маки, Такао; Такеда, Кадзуо (2000). «Бензойная кислота и производные». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a03_555. ISBN3527306730..
^ Аллен, CFH; Вольф, Кэлвин Н. (1950). «3-Аминопиридин». Органические синтезы . 30 :3. дои :10.15227/orgsyn.030.0003; Сборник томов , т. 4, с. 45.
^ США 20080103334, «Процесс синтеза габапентина»
Библиография
Клейден, Джонатан (2007). Органическая химия . Oxford University Press Inc., стр. 1073. ISBN 978-0-19-850346-0.
Физер, Луи Ф. (1962). Продвинутая органическая химия . Reinhold Publishing Corporation, Chapman & Hall, Ltd., стр. 499–501.