アミンがE2反応に参加してアルケンを生成することができる。 しかし、アルコールのOH基と同様に、NH2あるいは他のアミノ基はかなり強い塩基であり、まず良い脱離基に変換する必要がある。

これは窒素をヨウ化メチル過剰でメチル化することにより達成される。 この反応の生成物は4級アンモニウム塩で、中性アミンの形で良い脱離基となる:

アルケンにつながるE2脱離は、基質をAg2Oで加熱するとその場で生成する水酸化物イオンで達成する:

これをホフマン脱離反応と呼んでいる。 これはザイツェフとホフマンの脱離則を思い出させるはずで、脱離のステップを調べた後すぐにそれに取り掛かります。

では、ここで立ち止まっていくつかの重要な質問に答えましょう。

まず、なぜAg2Oの代わりに水酸化物を使わないのか、Ag2Oを加えたときに水酸化物はどこから来るのか、ということです。

水酸化物を直接加えない理由としては、ヨウ化物は周期表の5行目にあり、大きなイオンなのでそのマイナス電荷が水酸化物イオンのアクセスを阻害することが挙げられます。

さて、OHはどこから来て、どのようにその場で形成されたときにE2を行うことができるのでしょうか? 銀はハロゲン化物イオンと親和性が高く、その沈殿物は一般化学で習う有名なものであることを覚えておいてください。 つまり、酸化銀がヨウ化物を捕獲してきれいな沈殿を作り、第四級アンモニウム塩の対イオンを水酸化物で置き換えるのです。

この後、水酸化物イオンはβ水素の隣にあるので、E2脱離を行うことができます:

非ヒンダード塩基を用いた場合、E2脱離はより置換されたアルケンを優先することを覚えています:

このことはザイチェフの法則として知られており、より置換されたアルケンの安定性が説明されています。 さて、第四級アンモニウム塩の脱離の位置選択性は異なる経路をたどり、置換度の低いアルケンが主要な生成物となるのは興味深いことである。

たとえば、2-アミノペンタンの脱離では、主要生成物として 1-ペンテンを生成します。

これは直感に反するように見えますが、良いニュースは、電子的および立体的議論を使って、この位置化学を説明できることです。 まず知っておかなければならないのは、四級アンモニウム塩のアミノ基は優れた脱離基ではないということです。 例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物よりも劣る離脱基です。 ですから、OHがβ水素を攻撃するとき、従来のE2メカニズムで知られているような、二重結合が形成されるのと同時にアミノ基が排出されるわけではありません。 その代わり、C-H結合が切断されるとき、アミノ基はまだ所定の位置にあり、したがって、ローンペアは新しいπ結合を作るのではなく、炭素上に存在します:

ここで、このプロセスが置換度の高い炭素と低い炭素で起こることを比較すると、置換度の低い炭素に部分的に負の電荷を置くことが好ましいことがわかります。

したがって、より安定なカルバニオン様遷移状態を形成するために、置換度の低いβ-炭素から水素を除去し、Hofmann生成物に至ります。

立体派の議論

この説明を理解するために、まず、E2脱離には脱離基とβ水素の反平面配置が必要なことを思い出してください:

ここで、より置換度の低い方のβ水素がアンモニウム基と180°に並んでいる場合のコンフォーメーションのエネルギーを比較しましょう。

より置換度の高いβ位を含む消去に適したコンフォメーションは、より置換度の高い炭素上のβ水素が離脱基と反対側に配置されている場合、ガウチョ相互作用と関連している。

一方、メチル基のいずれかのプロトンは、不利なgauche相互作用を避けることができ、より少ない置換のアルケンの形成のための遷移状態を下げる:

最後に、このレジオケミカル結果はアルキル弗化物の除去にも見られることを言及しておく価値がある。 フッ化物は貧弱な脱離基であり、ヒンダード塩基または非ヒンダード塩基のいずれを用いてもホフマン脱離生成物に有利である:

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