Hofmannův přesmyk

Hofmannův přesmyk (také Hofmannova degradace neboli Hofmannovo odbourávání je organická reakce, při níž se amid karboxylové kyseliny přeměňuje na primární amin, který má o jeden atom uhlíku méně.^[1][2][3]

Hofmannův přesmyk

Mechanismus

Reakcí bromu s hydroxidem sodným vzniká bromnan sodný, který dále reaguje s primárním amidem za tvorby isokyanátového meziproduktu; ke vzniku nitrenového meziproduktu nedochází, jelikož by se musela tvořit také hydroxamová kyselina, což nebylo nikdy pozorováno. Isokyanát se následně hydrolyzuje na primární amin, přičemž dochází k uvolnění oxidu uhličitého.^[2]

1. Zásada odštěpí proton z vazby N-H za vzniku aniontu.
2. Anion reaguje s bromem α-substituční reakcí za vzniku N-bromamidu.
3. Odštěpením zbývajícího amidového protonu pomocí zásady se utváří bromamidový anion.
4. Bromamidový anion se přesmykuje, skupina R se přesouvá z karbonylového uhlíku na dusík současně s odštěpením bromidového iontu, za tvorby isokyanátu.
5. Proběhne nukleofilní adice vody na isokyanát za vzniku derivátu kyseliny karbamové.
6. Z karbamátu se odštěpí oxid uhličitý a vznikne amin.

Obměny

Brom lze při Hofmannově přesmyku nahradit několika jinými látkami, jako jsou například chlornan sodný,^[4] octan olovičitý,^[5] N-bromsukcinimid, (bis(trifluoracetoxy)jod)benzen,^[6] a 1,8-diazabicyklo[5.4.0]undec-7-en (DBU) V níže zobrazeném příkladu je isokyanátový meziprodukt zachycen methanolem, čímž vzniká karbamát.^[7]

Hofmannův přesmyk za použití N-bromsukcinimidu

K zachycení isokyanátu lze použít také terc-butylalkohol, v takovém případě se utváří amin chráněný terc-butyloxykarbonylovou skupinou.

Hofmannův přesmyk lze též použít k přípravě karbamátů z α,β-nenasycených či α-hydroxylovaných amidů^[2][8] nebo nitrilů z α,β-acetylenových amidů.^[2][9]

Při syntéze amiloridu se pro úspěšné provedení Hofmannova přesmyku používá kyselina bromná.

Použití

• Přeměna alifatických i aromatických amidů na aminy
• Při přípravě kyseliny anthranilové z ftalimidu
• Přeměna kyseliny nikotinové na 3-aminopyridin
• Při syntéze gabapentinu se provádí monoamidace kyseliny 1,1-cyklohexandioctové amoniakem, po níž následuje Hofmannův přesmyk.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hofmann rearrangement na anglické Wikipedii.

1. August Wilhelm von Hofmann. Ueber die Einwirkung des Broms in alkalischer Lösung auf Amide. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1881, s. 2725–2736. (německy) 
2. Wallis Everett. The Hofmann Reaction. Organic Reactions. 1946, s. 267–306. ISBN 9780471005285. (anglicky) 
3. Takayuki Shioiri. Degradation Reactions. Comprehensive Organic Synthesis. 1991, s. 795–828. (anglicky) 
4. Ram S. Mohan; Keith A. Monk. The Hofmann Rearrangement Using Household Bleach: Synthesis of 3-Nitroaniline. The Journal of Organic Chemistry. 1975, s. 3554–3561. (anglicky) 
5. Henry Baumgarten; Howard Smith. Reactions of amines. XVIII. Oxidative rearrangement of amides with lead tetraacetate. Journal of Chemical Education. 1999, s. 1717. (anglicky) 
6. Merrick R. Almond; Julie B. Stimmel; Alan Thompson; Marc Loudon. Hofmann Rearrangement under Mildly Acidic Conditions using [I,I-Bis(Trifluoroacetoxy)]iodobenzene: Cyclobutylamine Hydrochloride from Cyclobutanecarboxamide. Organic Syntheses. 1988, s. 132. (anglicky) 
7. Jeffrey W. Keillor; Xicai Huang. Methyl Carbamate Formation via Modified Hofmann Rearrangement Reactions: Methyl N-(p-Methoxyphenyl)carbamate. Organic Syntheses. 2002, s. 234. (anglicky) 
8. R.A. Weerman. Einwirkung von Natriumhypochlorit auf Amide ungesättigter Säuren. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1913, s. 1–20. (německy) 
9. I.J. Rinkes. De l'action de l'Hypochlorite de Sodium sur les Amides D'Acides. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 1920, s. 704–710. (francouzsky) 

Související články

• Beckmannův přesmyk
• Jodoformová reakce

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Hofmannův přesmyk na Wikimedia Commons

Portály: Chemie