La transposición de Hofmann ( degradación de Hofmann ) es la reacción orgánica de una amida primaria a una amina primaria con un átomo de carbono menos . [1] [2] [3] La reacción implica la oxidación del nitrógeno seguida de la transposición del carbonilo y el nitrógeno para dar un isocianato intermedio. La reacción se puede formar de una amplia gama de productos, incluyendo alquilo y arilo aminas.
Reordenamiento de Hofmann | |
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Lleva el nombre de | Agosto Wilhelm von Hofmann |
Tipo de reacción | Reacción de reordenamiento |
Identificadores | |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000410 |
La reacción lleva el nombre de su descubridor, August Wilhelm von Hofmann , y no debe confundirse con la eliminación de Hofmann , otro nombre de reacción por el que lleva su mismo nombre .
Mecanismo
La reacción de bromo con hidróxido de sodio forma hipobromito de sodio in situ , que transforma la amida primaria en un isocianato intermedio. La formación de un nitreno intermedio no es posible porque implica también la formación de un ácido hidroxámico como subproducto, lo que nunca se ha observado. El isocianato intermedio se hidroliza a una amina primaria, que desprende dióxido de carbono . [2]
- La base extrae un protón NH ácido, produciendo un anión.
- El anión reacciona con bromo en una reacción de sustitución α para dar una N -bromoamida.
- La abstracción básica del protón amida restante da un anión bromoamida.
- El anión bromoamida se reordena a medida que el grupo R unido al carbono del carbonilo migra al nitrógeno al mismo tiempo que el ión bromuro se va, dando un isocianato.
- El isocianato agrega agua en un paso de adición nucleofílica para producir un ácido carbámico (también conocido como uretano ).
- El ácido carbámico pierde CO 2 espontáneamente , produciendo el producto amina.
Variaciones
Se pueden sustituir varios reactivos por bromo. El hipoclorito de sodio , [4] tetraacetato de plomo , [5] N -bromosuccinimida y (bis (trifluoroacetoxi) yodo) benceno [6] pueden producir un reordenamiento de Hofmann.
El isocianato intermedio se puede atrapar con varios nucleófilos para formar carbamatos estables u otros productos en lugar de sufrir descarboxilación. En el siguiente ejemplo, el isocianato intermedio es atrapado por metanol . [7]
De manera similar, el isocianato intermedio puede ser atrapado por alcohol terc- butílico , produciendo la amina protegida con terc -butoxicarbonilo (Boc).
La Transposición de Hofmann también se puede utilizar para producir carbamatos a partir de α, β - insaturado o α- hidroxi amidas [2] [8] o nitrilos de α, ß- acetilénicos amidas [2] [9] con buenos rendimientos (≈70%) .
Aplicaciones
- En la preparación de ácido antranílico a partir de ftalimida [10]
- La nicotinamida se convierte en 3-aminopiridina [11]
- La estructura simétrica [ aclaración necesaria ] de la α-fenil propanamida no cambia después de la reacción de Hofmann.
- En la síntesis de gabapentina , comenzando con la monoamidación del anhídrido del ácido 1,1-ciclohexano diacético con amoniaco a monoamida del ácido 1,1-ciclohexano diacético, seguida de una transposición de Hofmann [12]
Ver también
- Reordenamiento de Beckmann
- Reordenamiento de Curtius
- Reacción de yodoformo
- Reordenamiento de pérdida
- Reacción de Schmidt
- Degradación Weerman
Referencias
- ↑ Hofmann, AW (1881). "Ueber die Einwirkung des Broms in alkalischer Lösung auf Amide" [Sobre la acción del bromo en solución alcalina sobre amidas]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 14 (2): 2725–2736. doi : 10.1002 / cber.188101402242 .
- ^ a b c d Everett, Wallis; Lane, John (1946). La reacción de Hofmann . Reacciones orgánicas . 3 . págs. 267-306. doi : 10.1002 / 0471264180.or003.07 . ISBN 9780471005285.
- ^ Shioiri, Takayuki (1991). "Reacciones de degradación". Síntesis orgánica integral . 6 . págs. 795–828. doi : 10.1016 / B978-0-08-052349-1.00172-4 . ISBN 9780080359298. Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ Mohan, Ram S .; Monk, Keith A. (1999). "El reordenamiento de Hofmann con lejía doméstica: síntesis de 3-nitroanilina" . Revista de educación química . 76 (12): 1717. Bibcode : 1999JChEd..76.1717M . doi : 10.1021 / ed076p1717 .
- ^ Baumgarten, Henry; Smith, Howard; Staklis, Andris (1975). "Reacciones de aminas. XVIII. Transposición oxidativa de amidas con tetraacetato de plomo". La Revista de Química Orgánica . 40 (24): 3554–3561. doi : 10.1021 / jo00912a019 .
- ^ Almond, Merrick R .; Stimmel, Julie B .; Thompson, Alan; Loudon, Marc (1988). "Reordenamiento de Hofmann en condiciones levemente ácidas usando [I, I-Bis (trifluoroacetoxi)] yodobenceno: clorhidrato de ciclobutilamina de ciclobutanocarboxamida". Síntesis orgánicas . 66 : 132. doi : 10.15227 / orgsyn.066.0132 .
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- ^ US 20080103334 , "Proceso de síntesis de gabapentina"
Bibliografía
- Clayden, Jonathan (2007). Química Orgánica . Oxford University Press Inc. págs. 1073 . ISBN 978-0-19-850346-0.
- Fieser, Louis F. (1962). Química orgánica avanzada . Reinhold Publishing Corporation, Chapman & Hall, Ltd. págs. 499–501.