Перегруппировки Гофмана, Курциуса и Лоссена
Гофман и Лоссен
Амид теряет карбонильный атом C — и азот оказывается там, где был карбонил.
Как провести перегруппировку Гофмана
- \(\ce{RCONH2 + Br2 + NaOH}\) → N-бромамид → его анион: R мигрирует на азот, уходит \(\ce{Br-}\) → изоцианат \(\ce{R-N=C=O}\).
- Вода (щёлочь) → карбаминовая кислота → \(\ce{RNH2 + CO2}\) (в щёлочи — карбонат): цепь на атом C короче.
- В метаноле (\(\ce{Br2}\) или NBS, \(\ce{CH3ONa}\)) изоцианат улавливается как метилкарбамат.
- Конфигурация мигрирующего атома сохраняется.
- Лоссен: гидроксамовая кислота \(\ce{RCONHOH}\) → O-ацильное производное → основание → тот же изоцианат.
- Циклические имиды раскрываются: фталимид + NaOBr → антраниловая (2-аминобензойная) кислота.
Примеры
1. Бензамид + \(\ce{Br2}\), NaOH → анилин.
2. Гексанамид + \(\ce{Br2}\), \(\ce{CH3ONa}\) в метаноле → метил-N-пентилкарбамат.
errorМинус один атом C
Карбонильный атом C амида уходит в \(\ce{CO2}\): из \(\ce{C5H11CONH2}\) получится \(\ce{C5H11NH2}\).
edit_noteПопробуйте сами
Какой амид нужен, чтобы по Гофману получить циклопентанамин?
expand_moreПоказать решение
Циклопентанкарбоксамид.
Курциус и Шмидт
Азид — самый «чистый» путь к изоцианату: уходит только азот.
Как провести перегруппировку Курциуса
- Ацилазид: \(\ce{RCOCl + NaN3}\) или кислота + DPPA (дифенилфосфорилазид) и \(\ce{Et3N}\).
- Нагревание (60–100 °C) → \(\ce{R-N=C=O + N2}\): уход \(\ce{N2}\) — сильная движущая сила.
- Ловушки изоцианата: вода → амин + \(\ce{CO2}\); спирт (EtOH, t-BuOH, \(\ce{PhCH2OH}\)) → карбамат (Boc- и Cbz-амины, урок 311); амин → мочевина.
- Шмидт: кислота + \(\ce{HN3}\) (\(\ce{H2SO4}\)) → амин за одну стадию; кетоны с \(\ce{HN3}\) дают амиды (как Бекман).
- Конфигурация R сохраняется; группа мигрирует на соседний атом азота.
Примеры
1. Бензойная кислота + DPPA, \(\ce{Et3N}\), t-BuOH, нагревание → трет-бутил-N-фенилкарбамат (Boc-анилин).
2. Фенилизоцианат + анилин → N,N′-дифенилмочевина.
errorНе путайте с расщеплением по Гофману
Перегруппировка Гофмана: амид → амин (на атом C короче). Расщепление по Гофману: четвертичная соль → алкен (урок 306).
edit_noteПопробуйте сами
Что даст бутаноилхлорид с \(\ce{NaN3}\) при нагревании в метаноле?
expand_moreПоказать решение
Метил-N-пропилкарбамат.
push_pinГлавное
Все четыре реакции идут через изоцианат \(\ce{R-N=C=O}\): группа R мигрирует с атома C на электронодефицитный азот одновременно с уходом уходящей группы (\(\ce{Br-}\) у Гофмана, \(\ce{N2}\) у Курциуса и Шмидта, карбоксилат у Лоссена), с сохранением конфигурации. Изоцианат с водой даёт карбаминовую кислоту → амин + \(\ce{CO2}\) (цепь на атом короче), со спиртом — карбамат, с амином — мочевину. Гофман: амид + \(\ce{Br2}\) (NaOBr) + NaOH. Курциус: ацилазид (RCOCl + \(\ce{NaN3}\) или кислота + DPPA) + нагревание. Лоссен: O-ацилгидроксамовая кислота + основание. Шмидт: кислота + \(\ce{HN3}\) (\(\ce{H2SO4}\)) → амин.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.