ホフマン脱離反応は、1851 年に有名なドイツの化学者アウグスト ヴィルヘルム フォン ホフマンによって開発されました。ホフマン消去は、徹底的なメチル化としても知られています。ホフマン消去反応は、ホフマン規則に基づいています。ホフマン規則は、ホフマン脱離やその他の脱離反応などの反応における主な生成物は、安定性の低いアルケンであることを強調しています。この規則は、一般に、周期的な移行段階に続くほとんどの脱離反応に続きます。ホフマン ルールは、アンチ ザイツェフ ルールとしても知られています。これは、化学反応の生成物としてより安定なアルケンを生成するために脱離反応が優先されると Zaitsev の規則が述べているためです。この非常に安定したアルケンは、ザイツェフ積と呼ばれます。ホフマンの法則は反対のことを述べています。ホフマンの法則によると、脱離反応の場合、安定性の高いアルケンではなく、安定性の低いアルケンが反応の主生成物と見なされます。この安定性の低いアルケンは、ホフマン積と呼ばれます。
ホフマン消去法のステップ 1-
このステップは基本的に、アミンでさえ脱離反応を起こすことができることを意味します。このステップでは、式 Ag2O で表される酸化銀と第 4 級アンモニウム塩を水中で一緒に加熱すると基本的に何が起こるかについて説明します。このステップでは、これが起こると、第 4 級アンモニウム塩は E2 脱離と呼ばれる脱離反応を起こすと述べています。つまり、E2 脱離で基本的に起こることは、2 つの sp³ C 原子がこのプロセスによって sp² C 原子に変換されるということです。 E2消去反応。したがって、このステップをさらに進めると、アミンが過剰のヨウ化メチルにさらされると、それらは第四級アンモニウム塩に変換される.次に、酸化銀 (Ag2O) と水 (H2O) が互いに反応して第 4 級アンモニウム塩を形成しますが、ヨウ化銀は沈殿します。このステップを化学反応で表現すると、次のようになります:-
ホフマン消去法のステップ 2
ステップ 1 では、酸化銀と水の反応を利用した第 4 級アンモニウム塩の生成を見ました。また、その反応の結果としてヨウ化銀が沈殿することもわかりました。続いて、ステップ 2 は水酸化物の加熱から始まり、塩基によって促進される 1, 2- または β 脱離を引き起こします。この反応は、アミンとアルケンを生成します。このステップには、興味深い部分があります。この反応段階での位置選択性は、Zaitsev の規則によって予測されたものとは逆です。ザイツェフの法則は、最終生成物として安定性の低いアルケンではなく、安定性の高いアルケンを脱離が生成する傾向があると予測しています。安定度の高いアルケンはザイツェフ積と呼ばれ、安定性の低いアルケンはホフマン積と呼ばれます。ホフマン製品は、反ザイツェフ製品としても知られています。以下の図は、ステップ 2 で実行される操作の詳細な説明を提供します。
ホフマン消去法のステップ 3
ステップ 2 では、化学反応中にアルケンとアミンがどのように生成されるかを見ました。この化学反応はホフマン規則に従うため、安定性の低いアルケンを反応の主な生成物と見なしました。ホフマン脱離反応の結果は、大きな脱離基とアルキル鎖の立体効果によって定義されます。 NH2– と NR2– は非常に弱い脱離基 (どちらも陰イオン) ですが、NR3 ははるかに優れています (中性)。これを、アルコールの脱水における -OH および H2O と比較してください。
ホフマン消去法の使用
ホフマン消去法では安定性の低いアルケンが生成されるため、アルケンはアルカンやアルキンなどの多くの最終製品の生成に使用されます。ホフマン脱離反応の主な用途は、医薬品分野でさまざまな最終製品を製造することです。とりわけ、ホフマン脱離反応は、アントラニル酸の生成、甘味料の生成、そして最も重要なベンゼンの生成において非常に重要な役割を果たしています.
結論
ホフマン脱離反応について簡単に説明しました。イントロダクションのトピックでは、最初にホフマン消去法の簡単な歴史を見て、次にこの反応を詳細に説明しました.
次に、ホフマン消去法の最初のステップについて詳しく説明しました。最初のステップでは、酸化銀と第 4 級アンモニウム塩を水中で一緒に加熱するとどうなるかを確認しました。ステップ 2 では、さらに反応を進め、アミンとアルケンが生成されることを確認しました。ホフマンの法則により、安定性の低いアルケンがこの反応の主な生成物と見なされることがわかりました。
次に、ホフマン消去反応の 3 番目で最後のステップを見ました。その後、私たちは日常生活でこの反応の重要な用途を数多く見てきました.この反応は、ベンゼンなどの非常に一般的な化学物質の生産に不可欠であることがわかりました.
