reordenamiento de hofmann

Tipo de reacción química

El reordenamiento 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 intermedio de isocianato . La reacción puede formar una amplia gama de productos, incluidas alquil y aril aminas.

El reordenamiento de Hofmann

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 del que lleva el mismo nombre .

Mecanismo

La reacción del bromo con el 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, desprendiendo dióxido de carbono . ^[2]

1. La base extrae un protón NH ácido, produciendo un anión.
2. El anión reacciona con bromo en una reacción de sustitución α para dar una N -bromoamida.
3. La abstracción de bases del protón de amida restante da un anión bromoamida.
4. El anión bromoamida se reorganiza a medida que el grupo R unido al carbono carbonilo migra al nitrógeno al mismo tiempo que el ión bromuro sale, dando un isocianato.
5. El isocianato agrega agua en un paso de adición nucleófila para producir ácido carbámico (también conocido como uretano ).
6. El ácido carbámico pierde espontáneamente CO ₂ , dando el producto amina.

Variaciones

Se pueden sustituir el bromo por varios reactivos. El hipoclorito de sodio , ^[4] tetraacetato de plomo , ^[5] N -bromosuccinimida y (bis(trifluoroacetoxi)yodo)benceno ^[6] pueden afectar un reordenamiento de Hofmann.

El isocianato intermedio puede quedar atrapado con varios nucleófilos para formar carbamatos estables u otros productos en lugar de sufrir descarboxilación. En el siguiente ejemplo, el isocianato intermedio queda atrapado en metanol . ^[7]

"El reordenamiento de Hofmann utilizando NBS" .

De manera similar, el isocianato intermedio puede quedar atrapado con alcohol terc -butílico , produciendo la amina protegida con terc -butoxicarbonilo (Boc).

El reordenamiento de Hofmann también se puede utilizar para producir carbamatos de α,β - insaturadas o α- hidroxiamidas ^{[2] [8]} o nitrilos de α,β- amidas acetilénicas [ ^{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 ^{[ se necesita aclaración ]} de la α-fenilpropanamida 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 amoníaco hasta la 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 perdido
• reacción de schmidt
• degradación de Weerman

Referencias

1. Hofmann, AW (1881). "Ueber die Einwirkung des Broms in alkalischer Lösung auf Amide" [Sobre la acción del bromo en solución alcalina sobre las amidas]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 14 (2): 2725–2736. doi :10.1002/cber.188101402242.
2. Everett, Wallis; Carril, John (1946). La reacción de Hofmann . vol. 3. págs. 267–306. doi :10.1002/0471264180.o003.07. ISBN 9780471005285. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
3. Shioiri, Takayuki (1991). "Reacciones de degradación". Síntesis Orgánica Integral . vol. 6. págs. 795–828. doi :10.1016/B978-0-08-052349-1.00172-4. ISBN 9780080359298.
4. Mohan, Ram S.; Monje, Keith A. (1999). "El reordenamiento de Hofmann utilizando lejía doméstica: síntesis de 3-nitroanilina". Revista de Educación Química . 76 (12): 1717. Código bibliográfico : 1999JChEd..76.1717M. doi :10.1021/ed076p1717.
5. Baumgarten, Henry; Smith, Howard; Staklis, Andris (1975). "Reacciones de aminas. XVIII. Reordenamiento oxidativo de amidas con tetraacetato de plomo". La Revista de Química Orgánica . 40 (24): 3554–3561. doi :10.1021/jo00912a019.
6. Almendra, Merrick R.; Stimmel, Julie B.; Thompson, Alan; Loudon, Marc (1988). "Reordenamiento de Hofmann en condiciones ligeramente ácidas utilizando [I, I-bis (trifluoroacetoxi)] yodobenceno: clorhidrato de ciclobutilamina de ciclobutanocarboxamida". Síntesis orgánicas . 66 : 132. doi : 10.15227/orgsyn.066.0132.
7. Keillor, Jeffrey W.; Huang, Xicai (2002). "Formación de carbamato de metilo mediante reacciones de reordenamiento de Hofmann modificadas: N - ( p -metoxifenil) carbamato de metilo". Síntesis orgánicas . 78 : 234. doi : 10.15227/orgsyn.078.0234.
8. Weerman, RA (1913). "Einwirkung von Natriumhypochlorit auf Amide ungesättigter Säuren". Justus Liebigs Annalen der Chemie . 401 (1): 1–20. doi :10.1002/jlac.19134010102.
9. Pistas, IJ (1920). "De la acción del hipoclorito de sodio sobre las amidas de ácido". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas . 39 (12): 704–710. doi :10.1002/recl.19200391204.
10. Maki, Takao; Takeda, Kazuo (2000). "Ácido Benzoico y Derivados". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a03_555. ISBN 3527306730..
11. Allen, CFH; Lobo, Calvin N. (1950). "3-Aminopiridina". Síntesis orgánicas . 30 : 3. doi : 10.15227/orgsyn.030.0003; Volúmenes recopilados , vol. 4, pág. 45.
12. 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.