人名反應詳解第四篇之Hofmann重排

2021-02-13 有機化學Art

1881年，A.W.Hofmann 發現將乙醯胺用相當量的溴和鈉或者鉀的氫氧化物處理得到N-溴化乙醯胺。在進一步的去質子和加熱作用下，N-溴化乙醯胺形成一種不穩定的鹽，這種鹽在無水的條件下很快地重排成甲基異氰酸酯。然而在有水存在和過量底物時生成的產物是甲胺。這種一級醯胺（疑問一：為什麼二級醯胺不能發生Hofmann重排？）轉化成相應的少一個碳原子的胺的反應叫做Hofmann重排反應。


此轉化的主要特點是:

1)次滷酸鹽是由氯氣或者溴加入到KOH或者NaOH的水溶液中新製備的；

2）在傳統的鹼性反應條件下醯胺不能含有鹼性敏感官能團，但是敏感的酸性基團(例如:乙縮醛)仍然沒有變化;（疑問二：我們可以用什麼樣的手段衝破這個局限？）

3)中間產物異氰酸酯不分解，但是在反應條件下通過不穩定的氨基甲酸迅速水解(或加溶劑分解)生成相應的少一個碳原子的胺; 

4)如果原料醯胺是enantiopure (羰基直接與手型中心相連)，在產物胺中完全保留原來的構型;（疑問三：為什麼構型保持而不是構型反轉呢？由此我們能推斷出什麼？）

5)為了擴大鹼性條件下敏感底物的反應範圍，氧化的Hofmann重排反應可以用高價碘試劑在中等強度酸性條件下發生;（疑問四：為什麼用高價碘試劑後反應就可以在酸性條件下進行？依據是什麼？）

相關焦點

  • 【人名反應】Overman重排
    Overman重排是指三氯乙醯亞胺烯丙酯在熱或者金屬催化下發生的[3,3]-σ鍵的重排反應，是Overman於1974年報導的，並以作者的名字命名
  • 【人名反應】Fries重排
    反應溫度可影響鄰對位產物的比例。因取代基影響反應，底物不能含有大位阻的基團。反應機理有些用AlCl3催化無法進行或需要大過量AlCl3的反應，可改用Sc(OTf)3為催化劑。三氟化硼醚絡合物可催化氫醌二酯的重排，產物為氫醌的乙醯化衍生物。甲酯酸促進的Fries重排反應可得優良的對位選擇性。
  • 【人名反應】Carroll重排反應
    β-酮酯熱重排後接著脫羧經負離子促進的Claisen重排反應生產γ-不飽和酮。這是Claisen重排反應的一種變異反應。
  • 有機人名反應——Curtius重排反應
    Curtius重排反應（Curtius Rearrangement）反應機理連結：http://chem.kingdraw.cn/Shortlink?id=20200904154833Curtius重排反應（柯提斯重排反應），是一類親核重排反應。
  • 有機人名反應——Brook重排反應 （Brook Rearrangement）
    Brook重排反應 （Brook Rearrangement）α-矽基氧負離子通過生成一個五配位矽中間體重排得到α-矽氧基碳負離子的反應稱為[1,2]-Brook重排，或[1,2]-矽基遷移。後來發現此類矽遷移反應普遍存在，因此[1,n]-矽基由碳原子遷移到氧原子的反應統稱為Brook重排。
  • 【人名反應】Bartoli吲哚合成
    1989年，G.Bartoli等發表了關於由硝基芳烴和過量的乙烯基格氏試劑在低溫下反應水解得吲哚得反應。
  • 每天一個人名反應--Bartoli吲哚合成
    1989年，G.Bartoli等發表了關於由硝基芳烴和過量的乙烯基格氏試劑在低溫下反應水解得吲哚得反應。
  • 每天一個人名反應--Dienone-Phenol(二烯酮-酚)重排反應
    反應機理摘自：有機人名反應——機理及應用 第四版
  • 【人名反應】Barton反應
    Barton反應在1960年首次報導亞硝酸酯在光照下生成δ-亞硝基的醇，並可進一步衍生成δ-羥基的肟。
  • 八本從事有機化學合成反應工作者必讀的書
    《基礎有機化學》第四版2、 《有機人名反應戰略性應用》Strategic Applications of Named>《基礎有機合成反應》由孔祥文編著，全書共9 章，分別為氧化反應、還原反應、成烯反應、取代反應、偶聯反應、縮合反應、成環反應、重排反應及雜環合成，涵蓋有機化學中常用的、碩士研究生入學考試常考的99個有機化學反應。
  • 有機人名反應——Hofmann(霍夫曼)規則
    Hofmann（霍夫曼）規則（Hofmann's Rule）霍夫曼規則是指在四級銨鹽與鹼作用時所發生的脫去一分子胺的消除反應中，所生成的烯烴主要來自帶有較少取代基的烷基。1881年由A.W.von霍夫曼提出。
  • 【人名反應】Gould-Jacobs反應
    Gould-Jacobs反應涉及如下順序反應：a.苯胺用烷氧基亞甲基丙二酸酯或醯基丙二酸酯取代生成苯胺基亞甲基丙二酸酯；
  • Beckmann重排反應
    在酸催化下肟重排得到醯胺的反應反應機理一、質子酸催化機理另外有一些非正常的Beckmann重排反應，遷移片段離開底物後，得到的腈類化合物很穩定。反應實例除了Beckmann反應，他還發明了Beckmann溫度計，是一種可準確到0.001℃的示差溫度計，可用於通過凝固點法和沸點法測量分子量。2. Gawley, R. E. Org. React. 1988, 35, 1-420. (Review).3. Thakur, A. J.; Boruah, A.; Prajapati, D.; Sandhu, J. S.
  • 每天一個人名反應--Chugaev消除反應
    Chugaev消除反應是醇通過形成黃原酸酯
  • 【人名反應】Tamao-Kumada氧化反應
    反應實例本文來自  Name Reactions:A Collection of Detailed Mechanismsand Synthetic Applications--Fifth Edition，，有機人名反應——機理及應用 第四版
  • 【人名反應】Nazaki-Hiyama-Kishi反應
    Cr-Ni雙金屬催化劑促進的烯基滷代烴對醛的氧化還原反應。
  • 有機人名反應——Arndt-Eistert 反應
    點擊播放 GIF 0.0MArndt-Eistert 反應Arndt-Eistert反應是羧酸的同系化(增加一個CH2)反應，醯氯與重氮甲烷反應，然後在氧化銀催化下與水共熱得到增加一個碳的羧酸。該反應適用範圍較廣，可耐受廣泛的非質子化官能團，例如烷基、芳基和雙鍵等。質子化的官能團能和重氮甲烷或重氮酮反應因而不適用於該反應。Arndt-Eistert 反應機理反應第一步是使酸轉化為相應的醯氯，醯氯與重氮甲烷作用生成重氮酮。在第二步，當用水和氧化銀，或苯甲酸銀和三乙胺處理重氮酮的時候發生重排，叫做Wolff重排。
  • 每天一個人名反應--Barton-McCombie去氧反應
    醇的硫羰基衍生物可發生自由基裂解脫氧反應。
  • JACS | 計算加實驗研究Cope重排反應機制
    醯肼通過形成亞胺離子來催化1,5-己二烯-2-羧醛的Cope重排反應，七元和八元環的催化活性比小環的高。量化計算和動力學同位素效應實驗表明，反應是限速步是Cope重排，而不是亞胺離子的形成。當這個二烯關於3，4鍵幾何對稱時，通常這個反應得到的產物和初始化合物是一樣的。因此，Cope重排只有在這個二烯不是關於3，4-鍵對稱時，才能檢測到反應的發生。在大多數情況下，雖然Cope重排實際採用的是一個協同環化反應，但仍然可以假設該反應經過了一個和雙自由基能量和結構相同的過渡態。這就解釋了為什麼Cope重排需要很高的能量，通常超過30 kcal/mol，因此要求反應溫度接近甚至超過200°C。
  • 每天一個人名反應--Cope消除
    反應機理這個反應是Ei順式消除反應，反應過程中形成一個平面的五元環過渡態。研究報導顯示，Cope消除反應可在溫和的條件下進行。Cope消除反應近幾年來逐漸發展出固相合成的條件。參考文獻1. Cope, A.