基本介紹
- 中文名：霍夫曼規則
- 外文名：Hofmann's rule
- 所屬學科：有機化學
- 提出時間：1881年
- 提出者：霍夫曼
- 主要產物：取代較少的烯烴
原理,套用,競爭,
原理
在四級銨鹽與鹼作用時所發生的脫去一分子胺的消除反應中，所生成的烯烴主要來自帶有較少取代基的烷基。霍夫曼規則與扎伊采夫規則相反，但二者的套用範圍並不相同。例如，下面的四級銨鹽在消除一分子胺時，得到的烯烴是乙烯而不是丙烯：
霍夫曼規則使少取代烷基優先發生消去
這是由於帶取代基較多的烷基，如上例中的丙基，由於甲基的給電子作用，使β′碳原子上的電子密度增加，H不容易脫去，所以不易發生消除反應。也就是說，反應以似E1cB機理進行，似E1cB機理中的過渡態具有部分碳負離子性質，其穩定性與碳負離子類似，而碳負離子的穩定性是1°>2°>3°，因此其區域選擇性不同於E1和E2反應。
套用
霍夫曼規則適用於雙分子消除反應。由於雙分子消除反應的立體化學過程是反式消除，體積大的離去基團（三級胺基）與β-Η正處於相反方向。霍夫曼消除方向取決於最穩定的構象異構體，例如2-戊基三甲基銨鹽消除，得到98%的1-戊烯，只有2%的2-戊烯。原因就是構象a中鄰交叉只是H原子，立體效應小些；而構象b中鄰交叉的CH3CH2基離N(CH3)3近，立體效應大些，顯然a比b穩定。構象c的立體效應雖然最小，但是由於β-H與N(CH3)3處於順式位置，不可能發生雙分子反式消除反應。所以構象a的消除反應主要導致生成1-戊烯。
霍夫曼規則的立體效應
霍夫曼規則也可套用於硫鎓類化合物。
硫鎓類化合物的霍夫曼規則
消除反應產物往往比較複雜，霍夫曼規則和扎伊采夫規則的相反性正反映了這種複雜性，它們各有不同的適用範圍。一般來說，扎伊采夫規則與產物的穩定性有關，而霍夫曼規則卻與反應物的穩定性有關。
競爭
在霍夫曼消除（E2消除）反應中，試劑還可以進攻α碳原子，生成取代產物。因此，E2消除和SN2反應同時發生。
許多教材中明確指出霍夫曼消除與SN2反應的競爭問題，或只是簡單的提到當四烷基氫氧化銨β位上沒有氫時，主要發生取代反應生成醇。常以下式為例：
似乎季銨鹼的熱分解只發生霍夫曼消除反應，實際上只有很少一部分是這樣的，而大多數霍夫曼消除是與SN2反應相競爭而發生的，得到的產物有烯烴也有醇。
