Hofmann-Eliminierung

Bei der Hofmann-Eliminierung von Aminen (auch Hofmann-Abbau) erhält man aus Aminen durch Quaternisierung (= Per-Alkylierung) des Stickstoffs und eine anschließende Eliminierungsreaktion Alkene. Die Hofmann-Eliminierung ist nach dem deutschen Chemiker August Wilhelm von Hofmann benannt.

Reaktionsmechanismus

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 pseudo-Pelleterin zu 1,3,5,7-Cyclooctatetraen durch Richard Willstätter (München, 1905).^[1][2]

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

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.