中药化学教学:生物碱结构测定的常用化学方法——N-C键断裂反应

通过这个降解反应可以知道分子中氮原子的结合状态，这是早年确定生物碱结构的一个非常重要的手段。

机理:氢氧根离子(通常来自ag2o)攻击氮原子的β-质子，脱水形成烯键，同时n-c键断裂。所以霍夫曼降解的必要条件是氮的β位要有质子。对于伯胺、仲胺或叔胺，应使用碘甲烷和氧化银进行完全甲基化，并在霍夫曼降解前生成季铵碱。

步骤:季铵碱在碱性溶液中加热产生裂解，脱水生成乙烯键和三甲胺。

判断:侧链含氮原子的生物碱——三甲胺，霍夫曼降解(断裂一个n-c键)一次即可得到。

环上含氮原子的生物碱-三甲胺只有经过2 ~ 3次霍夫曼降解才能得到。

┌烷基取代的poly┐

β碳┌上的┌烃基取代

│└└└├├├├├├├├├├├├├├├├├├├├ζ├ζζ\𗌘9

影响霍夫曼降解┤的因素│

β-质子和季氮的└相对构型——β-质子和季氮在trans┘.

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。

Emde降解改善霍夫曼降解。

用钠汞齐处理季铵碱卤化物的溶液或水溶液，使n-c键断裂，得到脱氨基化合物和三甲胺。

Braun反应以溴化氢为试剂直接断裂n-c键，不需要β-质子的存在，因此可以用来降解不含β-质子的含氮化合物。

机理:叔胺与氰化物发生亲和取代，溴离子与烷基发生亲核取代，使n-c键断裂，生成二取代氨基氰化物，进一步水解生成羧酸，脱羧生成仲胺。

氮碳键断裂的一般规律；

当氮原子在环中处于不对称位置时，溴通常连接到碳链较短的一侧。

当n-c键中的碳原子在苯环上时，不会发生裂解。

当n-c键中的碳原子处于十字结构时，不容易开裂。

使用羟基溶剂，裂解n-c键，同时在碳原子上引入羟基或烷基。