ホフマン則とは？｜なぜ低置換アルケンが優先することがあるのか

ホフマン則とは？

多くの脱離反応では、より置換度の高いアルケンが主生成物になります。

これはザイツェフ則として知られています。

しかし、

• かさ高い塩基を用いる場合
• ホフマン脱離のような立体障害の多い基質

では、逆に置換度の低いアルケンが優先して生成することがあります。

このような選択性をホフマン則 といいます。

なぜ低置換アルケンが優先するのか

通常、より置換度の高いアルケンほど熱力学的に安定です。

そのため、多くのE1・E2反応では、ザイツェフ則に従って多置換アルケンが優先して生成します。

しかしE2反応では、アルケンの安定性だけでなく、

• β水素へ塩基が接近しやすいか

も重要になります。

ホフマン脱離や、^tBuOK のようなかさ高い塩基を用いる条件では、混み合った内部のβ水素へ近づきにくくなります。

そのため、

• より立体障害の少ないβ水素

が優先して引き抜かれます。

結果として、置換度の低いアルケンが主生成物になります。

かさ高い塩基を用いたE2反応

ホフマン則は、特にE2反応でよく見られます。

たとえば、 ^tBuOKのようなかさ高い塩基を用いると、立体障害の小さいβ水素が優先して引き抜かれやすくなります。

その結果、置換度の低いアルケンが主生成物になりやすくなります。

代表例：ホフマン脱離

ホフマン則の代表例が、ホフマン脱離です。

ホフマン脱離は、二段階のE2反応で、(1) アミノ基をメチル化し、4級アンモニウム塩とした後で、(2) 塩基で処理することでアルケンを得るE2反応です。

この反応では一般に、置換度の低いアルケンが主生成物になります。

ホフマン則という名前も、この反応に由来しています。

まとめ

• 多くの脱離反応ではザイツェフ生成物が優先する
• 立体障害が大きいE2反応では、低置換アルケンが優先することがある
• 背景には立体障害とβ水素への接近しやすさがある
• ホフマン脱離はその代表例