ホフマン臭素アミド反応：反応機構、イソシアナートの段階、JEE/NEET問題

ホフマン臭素アミド反応とは？

ホフマン臭素アミド反応（ホフマン分解、ホフマン転位）は、第一級アミンを合成しながら炭素鎖を炭素1つ分短くする標準的な方法です。イソシアナートの段階を知るまでは生成物が意外に見えるため、JEEやNEETで頻出です。

MolDrawテンプレートには、アセトアミド → メチルアミンの7段階すべてが描かれています。開いてメチルをフェニルに変えると、ベンズアミド → アニリンになります。

反応の概要

反応機構を段階ごとに

1. 脱プロトン化。水酸化物イオンがアミドのN–Hプロトンを1つ引き抜きます。
2. N-臭素化。アミドアニオンがBr₂を攻撃し、N-ブロモアミドと臭化物イオンが生じます。
3. 2回目の脱プロトン化。残ったN–Hは酸性が強くなっており（BrとC=Oが電子密度を引きつける）、水酸化物イオンがこれを引き抜きます。
4. イソシアナートへの転位。1段階で、R基が炭素から窒素へ移動し、同時に臭化物イオンが脱離して、Nの非共有電子対がC=Nを形成します：R–N=C=O。移動する基は立体配置を保持します。
5. イソシアナートへの水酸化物イオンの付加。中央の炭素への攻撃により、カルバミン酸型のアニオンが生じます。
6. プロトン移動。負電荷が酸素に移ります：カルバミン酸塩です。
7. 脱炭酸。CO₂が（塩基中では炭酸塩として）失われ、水が窒素をプロトン化してアミンが得られます。

例題

• アセトアミド → メチルアミン。CH₃CONH₂ → CH₃NH₂。
• ベンズアミド → アニリン。C₆H₅CONH₂ → C₆H₅NH₂ — 芳香族アミンを得る一般的な経路です。
• プロパンアミド → エチルアミン。CH₃CH₂CONH₂ → CH₃CH₂NH₂。
• 立体化学は保持される。(S)-2-メチルブタンアミドから(S)-ブタン-2-アミンが得られます：移動する炭素は立体配置を（この場合はCIP表示も）保持します。

JEE・NEET演習問題

よくある間違い

• 生成物にカルボニル炭素を残してしまう — アミンは炭素数が1つ少なくなります。
• 第二級アミド（R–CONHR′）を使う：2つ目のN–Hがないため反応しません。
• 転位をカルボカチオンで描く — 移動はBr⁻の脱離と協奏的に起こります。
• 移動する基が立体化学を保持することを忘れる。

この反応機構をMolDrawで編集する

1. Open in MolDrawをクリックします。エディターが開き、全体の反応式、番号付きの各段階、要点を含む図全体がキャンバスに表示されます。
2. すべて通常の構造式です。置換基を変えたり、原子の色を変えたり、矢印を動かしたりしても、矢印は原子に付いたままです。
3. PNG、SVG、PDFでダウンロードしたり、ノートやスライドにコピーしたりできます。
4. 同じ図はエディターのTemplates → Schemes → Name reactionsにもあります。

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