واکنش هافمن (به انگلیسی: Hofmann rearrangement) یکی از انواع واکنش‌های شیمیایی حذفی در شیمی آلی است که به نام شیمیدان آلمانی آگوست ویلهلم فون هافمن نامگذاری شده است. این واکنش یک نوع واکنش بازآرایی است که در آن یک آمید نوع اول به یک آمین نوع اول با یک اتم کربن کمتر تبدیل می‌شود. واکنش هافمن به طور خاص در افتراق برنزیل آمید‌ها (Amides) به آمین‌ها (Amines) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قبل از پرداختن به واکنش هافمن لازم است تا با واکنش‌های حذفی آشنا شویم تا درک بهتری از این مطلب داشته باشیم.
واکنش حذفی چیست؟
واکنش حذف هافمن (بازآرایی هافمن) یک واکنش شیمیایی مهم در شیمی آلی است که در آن، دو گروه جانشینی (استخلافی) از یک مولکول حذف می‌شوند. این واکنش به دو صورت تک‌مرحله‌ای (E2) و دومرحله‌ای (E1) اتفاق می‌افتد. اعداد در نام مکانیسم‌های E1 و E2 به تعداد مراحل ارتباطی ندارند، بلکه به سینتیک واکنش اشاره دارند.
یکی از معروف ترین مثال های واکنش هافمن، واکنش تشکیل تولوئن دی ایزوسیانات است. تولوئن دی ایزوسیانات، از واکنش بین تولوئن (ترکیب هیدروکربنی آروماتیک) و ایزوسیانات به وجود می آید.
💥جهت آشنایی بیشتر با ماده تولوئن دی ایزوسیانات ، کلیک کنید.💥
واکنش E2 (تک‌مرحله‌ای)
واکنش حذفی E2 یکی از مهمترین واکنش‌های شیمی آلی است که در آن، دو گروه جانشینی از یک مولکول حذف می‌شوند و به همراه آن منجر به تشکیل یک آلکن (alkene) می‌شود. این واکنش در دهه ۱۹۲۰ معرفی شد و مکانیسم تک‌مرحله‌ای دارد.
در واکنش E2، دو عامل مهم برای انجام واکنش به کار می‌روند:
باز (Base)
این باز یک الکترون پذیرنده قوی است که به اتم هیدروژن ترک‌کننده (زمینه‌ای که از مولکول حذف می‌شود) می‌پیوندد و پیوند پای (C-H) را به وجود می‌آورد.
گروه ترک‌کننده (Leaving Group)
این گروه به عنوان موقعیت جانشینی عمل می‌کند و از مولکول حذف می‌شود. بیشتر در این واکنش‌ها از هالوژن‌ها به عنوان گروه ترک‌کننده استفاده می‌شود.
واکنش E2 در حالت‌هایی رخ می‌دهد که:
- مولکول مورد نظر دو گروه جانشین داشته باشد.
- باز قوی به مولکول وارد شود و به هیدروژن ترک‌کننده پیوند دهد.
- زاویه بین هیدروژن ترک‌کننده و گروه ترک‌کننده برابر با ۱۸۰ درجه باشد که به عنوان ترتیب “anti” شناخته می‌شود.
- واکنش E2 معمولاً با آلکیل هالیدهای نوع دوم و سوم انجام می‌شود و سرعت این واکنش‌ها از سینتیک مرتبه دوم پیروی می‌کند و به نوع باز و گروه ترک‌کننده وابسته است.
این واکنش‌ها از اهمیت بالایی در شیمی آلی برخوردارند و در سنتز مولکول‌های پیچیده و تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
واکنش E1 (دومرحله‌ای)
در واکنش E1، گروه جانشینی ابتدا از مولکول جدا می‌شود و یک کاتیون بینیت (carbocation) تشکیل می‌شود. سپس در مرحله دوم، آلکن تشکیل می‌شود. واکنش E1 تک‌مولکولی (مرتبه اول) است و معمولاً در مواردی که گروه جانشینی خوبی تشکیل کرده و مولکول ثانوی یا سومی بوده باشد اتفاق می‌افتد.
واکنش حذفی، یکی از واکنش های مهم در شیمی آلی است که در موارد مختلف در سنتز مولکول‌های پیچیده به کار می‌رود. این واکنش‌ها بسته به مکانیسم و شرایط مختلف می‌توانند به صورت E1 یا E2 انجام شوند.
نحوه اجرای قاعده هافمن
برای انجام قاعده هافمن ابتدا، آمید مورد نظر با متیل‌یدید (CH3I) واکنش داده می‌شود. این واکنش باعث جایگزینی گروه آمیدی (NH2) با گروه متیل (CH3) می‌شود.
در مرحله بعد، محصول به‌دست‌آمده در حضور نقره(I) اکسید (Ag2O) و آب به همراه گرما تبدیل به یک آمین نوع سوم (R-NR’2) و یک آلکن (alkene) می‌شود.
واکنش بازآرایی هافمن به دلیل تبدیل آمید‌ها به آمین‌ها، با کاهش یک اتم کربن از مولکول و همچنین تولید آلکن‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد.
2 پاسخ
فیلم باز نمیشه .
میشه فیلمو داخل سایتتون آپلود کنید تا بتونیم ببینیم؟
بله حتما به زودی آپلود میشه