Transposició de Hofmann

De Viquipèdia
Jump to navigation Jump to search

La transposició de Hofmann és una reacció química que permet obtenir a partir d’una amida primària, una amina primària i diòxid de carboni.[1] La reacció segueix un mecanisme de reacció complex, semblant al de la transposició de Curtius, que inclou una transposició del grup alquil. S’anomena així en honor al seu descobridor August Wilhelm von Hofmann.

Hofmann Rearrangement Scheme.png

Condicions de reacció[modifica]

A la transposició de Hofmann, una amida no substituïda és tractada amb hipobromit de sodi (o es pot generar in situ brom amb hidròxid sòdic), per produir una amina primària que té un carboni menys que l'amida inicial.[2] El grup R pot ser tant alquil com aril, però si és un grup alquil de més de sis carbonis el rendiment pot disminuir a menys que s'empri Br2 i NaOMe.[3] Una altra modificació fa servir N-bromosuccinimida (NBS) i NaOMe.[4] Pot haver reaccions secundàries d'oxidació a nitrils en les amines on el nitrogen es troba en un carboni primari.

Les imides poden formar α-aminoàcids. Per exemple, la reacció de Hofmann amb ftalimida produeix àcid antranílic:

Phthalimide Hoffman.png

Les α-haloamides produeixen haloamines geminals que produeixen imines per eliminació i al seu torn aquestes són hidrolitzades en les condicions de reacció al seu carbonil corresponent:

Hofmann a-haloamidas.png

Una reacció secundària sobre aquests substrats produeix gem-dihalogenurs.

Les α-hidroxiamides produeixen aldehids i cetones per eliminació d’amoniacː

Hofmann a-hidroxiamidas.png

La urea i els ureids produeixen hidrazines:

Hofmann ureidos.png

Mecanisme de reacció[modifica]

Formació de bromoamida[modifica]

En reaccionar l'amida primària amb Br2 en medi aquós fortament alcalí (NaOH/H2O) es produeix la desprotonació de l'amida (reacció àcid-base) i posterior addició electrofílica  del brom formant la bromoamida com a intermedi de reacción.[5]

Hoffman A.png

Formació d'isocianat[modifica]

L'efecte inductiu atractor d'electrons del brom sobre el nitrogen augmenta l'acidesa de la bromoamina permetent la seva desprotonació en el medi fortament bàsic (reacció àcid-base) formant-se l'anió bromoamida. La sortida del bromur i la densitat positiva resultant sobre el nitrogen permeten la transposició del grup alquil produint un intermedi isocianat.[5]

Hoffman B.png

Hi pot haver reaccions secundàries on l'amina formada es pot addicionar a una altra molècula d'isocianat per formar urees.

Formació d'àcid carbàmic[modifica]

L'addició nucleofílica d'un hidroxil sobre el carboni i la posterior monoprotonació del nitrogen (reacció àcid-base) produeixen l'intermedi de reacció àcid carbámic.[5]

Hoffman C.png

Obtenció de l'amina primària[modifica]

El grup carboxil de l'àcid carbàmic en solució alcalina es desprotona (reacció àcid-base) i espontàniament produeix el trencament de la molècula obtenint-se diòxid de carboni i una amina primària.[5]

Hoffman D.png

Variacions[modifica]

Una variació empra una β-hidroxiamida primària amb fenil {bis [(trifluoroacetil) oxi]} - λ3-yodano [Ph(O2CCF3)2] en acetonitril aquós. Es produeix un isocianat via – (C=O) N–I, i aquest grup reacciona per produir un carbamat heterocíclic:[6]

Modificación a reacc Hofmann.png

Degradació de Weerman[modifica]

La degradació de Weerman és una reacció orgànica en la química de carbohidrats en la que una aldonamida (derivat d'un àcid aldónico) es degrada amb hipoclorit de sodi en un mecanisme de degradació de Hofmann a CO2 i una aldosa d'un carboni menys. La reacció és nomenada així pel químic R. A. Weerman.[7]

Degradación de Weerman.png

Referències[modifica]

  1. Hofmann, A. W «Ueber die Einwirkung des Broms in alkalischer Lösung auf Amide». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 14, 1881, pàg. 2725.
  2. Wallis, E. S.; Lane, J. F. Adams R. (Ed). Organic Reactions. 3. New York (NY): Wiley, 1946, p. 267 - 306. 
  3. Radlick, P.; Brown, L. R «A versatile modification of the Hofmann rearrangement». Synthesis, 1974, pàg. 290 - 292.
  4. Huang, X.; Keillor, J. W «Preparation of methyl carbamates via a modified Hofmann rearrangement». Tetrahedron Lett., 38, 1997, pàg. 313 - 316.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 McMurry, J. Química Orgánica. Toronto (ON): Thompson, 2004. ISBN 970-686-354-0. 
  6. Yu, C.; Jiang, Y.; Liu, B.; Hu, L «A facile synthesis of 2-oxazolidinones via Hofmann rearrangement mediated by bis(trifluoroacetoxy)iodobenzene». Tetrahedron Lett., 42, 2001, pàg. 1449 - 1452.
  7. Weerman, R. A «The action of sodium hypochlorite on the amides of hydroxy acids and polyhydroxy acids having a hydroxyl group in the a-position. A new method for the degradation of sugars». Rec. Trav. Chim., 37, 1917, pàg. 16 - 51.