Hofmann-Eliminierung

Bei der Hofmann-Eliminierung (auch Hofmann-Abbau) handelt es sich um eine Namensreaktion in der Organischen Chemie, die nach dem deutschen Chemiker August Wilhelm von Hofmann benannt wurde. Bei der Hofmann-Eliminierung von Aminen erhält man aus Aminen durch Quaternisierung (= Per-Alkylierung) des Stickstoffs und einer anschließenden Eliminierungsreaktion Alkene.

Übersichtsreaktion

Bei der Hofmann-Eliminierung wird ein Amin in ein Alken umgewandelt, wobei das Stickstoffatom und ein vicinales Proton abgespalten werden.

Mechanismus

Im ersten Schritt wird ein Amin mit einem Alkylierungsmittel (z. B. Methyliodid) „erschöpfend“ alkyliert; d. h., das Amin wird im Überschuss an CH₃I in die quartäre Ammoniumverbindung überführt. Das Ammoniumsalz (Gegenion: Iodid) wird mit Silber(I)-oxid, welches in wässriger Lösung als Base dient, in das Ammoniumsalz mit dem Gegenion Hydroxid überführt. Durch Eindampfen der wässrigen Lösung oder Erhitzen zerfällt Letzteres dann in einer E2-Reaktion unter Bildung des entsprechenden Alkens.

Wenn mehrere β-H-Atome vorliegen, können unterschiedliche Alkene entstehen. In vielen Fällen folgt die Eliminierung der Hofmann-Regel, d. h. es entsteht bevorzugt das Alken mit der geringsten Zahl von Alkylgruppen.

Bedeutung

Der Hofmann-Amin-Abbau war ein wichtiges Mittel zur Strukturaufklärung stickstoffhaltiger Naturstoffe (Alkaloide).

Ein Beispiel ist der Abbau von Pseudopelletierin zu 1,3,5,7-Cyclooctatetraen durch Richard Willstätter (München, 1905).^[1]^[2]

Willstätters Synthese von Cyclooctatetraen (1905)

Bedeutung in der Medizin

In der Anästhesiologie ist die Hofmann-Eliminierung in Bezug auf die Inaktivierung bestimmter Muskelrelaxantien von Bedeutung: Die Muskelrelaxantien Atracurium und Cisatracurium werden im Körper organunabhängig abgebaut: sie zerfallen pH-Wert- und temperaturabhängig. Laudanosin und Acrylat entstehen zwar auch als Abbauprodukte, allerdings durch einen alternativen Abbauweg: die Hydrolyse durch unspezifische Plasmaesterasen.

Quelle

Organikum, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1976.

Einzelnachweise

↑ Mason, S. "The Science and Humanism of Linus Pauling (1901-1994)", Chemical Society Reviews 26, 1 (February 1997).
↑ Richard Willstätter, Ernst Waser: Über Cyclo-octatetraen. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 44, Nr. 3, 1911, S. 3423–3445. doi:10.1002/cber.191104403216.

[1] Mason, S. "The Science and Humanism of Linus Pauling (1901-1994)", Chemical Society Reviews 26, 1 (February 1997).

[2] Richard Willstätter, Ernst Waser: Über Cyclo-octatetraen. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 44, Nr. 3, 1911, S. 3423–3445. doi:10.1002/cber.191104403216.

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