中药化学辅导：生物碱结构测定中常用的化学方法——N-C键裂解反应

文章作者 100test 发表时间 2007:01:06 20:51:15
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·霍夫曼（Hoffmann）降解
　　　通过此降解反应，可以了解氮原子在分子中的结合状态，是早年测定生物碱结构的一种非常重要的手段。
　　机理：羟基离子（常来源于Ag2O）向氮原子的β-质子进攻，脱水而形成烯键，同时伴随N-C键的断裂。因此霍夫曼降解的必要条件是氮的β位应有质子。对于伯胺、仲胺或叔胺则应先用碘甲烷和氧化银进行彻底甲基化，生成季铵碱后再进行霍夫曼降解。
　　　　　　　　　　
　　步骤：季铵碱在碱性溶液中加热，产生裂解，脱水产生烯键和三甲胺。
　　判断：氮原子在侧链上的生物碱——需通过一次霍夫曼降解（断裂一个N-C键）即可得到三甲胺。
　　　　　氮原子在环中的生物碱——需通过2～3次霍夫曼降解才能得到三甲胺。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　┌ 烷基取代多　　　　　　　　　 　┐
　　　　　　　　　　┌β碳上烃基取代┤　　　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　│　　　　　　　└ 有芳烃或吸电子基取代 　　　　　├β-质子易消除
影响霍夫曼降解的因素┤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　└β-质子与季氮的相对构型——β-质子与季氮处在反式┘

　　有副反应或不能产生霍夫曼降解的结构：四氢喹啉、吡啶、喹啉、异喹啉类。
　　·埃姆特（Emde）降解　改进了霍夫曼降解。
　　将季铵碱卤化物的溶液或水溶液用钠汞齐处理，使N-C键裂解，得到脱胺化合物和三甲胺。

　　·布朗（Braun）反应　以溴化氰为试剂直接使N-C键断裂，不要求β-质子的存在，故可用于无β-质子的含氮化合物的降解。
　　机理：叔胺和氰发生亲和取代，溴离子与烷基再发生亲核取代，使N-C键断裂，生成二取代氨基氰化物，再进一步水解生成羧酸，脱羧即成仲胺。
　　N-C键断裂的一般规律：
　　当氮原子在环中处于不对称位置时，一般溴和碳链较短的一侧相连。
　　当N-C键中碳原子在苯环中，则不发生裂解。
　　当N-C键中碳原子在交叉结构中,则不易发生裂解。
　　用羟基溶剂，N-C键裂解，同时碳原子上引入羟基或烷基。