Novinky

N-bromosukcinimid, známý také jako N-bromosukcinimid, anglický název: N-bromosukcinimid, označovaný jako NBS, je důležitým bromačním činidlem v organické syntéze. Má výhody jako mírné reakční podmínky, dobrou selektivitu, vysoký výtěžek, snadné oddělení produktů a používá se v radikálových bromačních reakcích allylových a benzyl skupin. Elektrofilní bromace ketonů, aromatických sloučenin nebo heterocyklických sloučenin a adice na olefiny; také jako katalyzátor, oxidační činidlo a v dalších oblastech nachází široké uplatnění, je běžně používaným bromačním činidlem v chemickém a farmaceutickém průmyslu. N-bromosukcinimid, jako důležitý meziprodukt v medicíně, pesticidech a organických polymerních materiálech, má široké uplatnění a perspektivní trh a hraje nepostradatelnou roli v chemickém, farmaceutickém a průmyslu organických polymerních materiálů.
【 Fyzikálně-chemické vlastnosti 】
N-bromosukcinimid je bílý nebo krémově bílý jemný krystal při pokojové teplotě, s mírným zápachem bromu. Teplota tání 180 ~ 182 °C, měrná hmotnost 2,097, rozpustný v acetonu, octanu ethylnatém, anhydridu kyseliny octové, nerozpustný ve vodě, benzinu, čtyřchloridu uhlíku, chloroformu apod.
【 Způsob přípravy 】
1. Brom reaguje s roztokem sukcinimidu, což vede k nerovnoměrné kvalitě produktu, nízkému využití bromových zdrojů a vysokým nákladům na výrobu; Konkrétní experimentální kroky: Sukcinimid se rozpustí v roztoku hydroxidu sodného, rozdrceného ledu a vody a přidá se kapalný brom za podmínek ledové lázně. Po reakci se hrubý produkt promyje ledovou vodou za účelem odstranění zbytkového bromu a poté usuší za účelem získání N-bromosukcinimidu. Čistota: 90 % ~ 97 %. Tav. bod: 173 ~ 175 °C, 180 ~ 183 °C (rozklad), reakční rovnice je následující:

Obr. 1 znázorňuje syntézní rovnici N-bromosukcinimidu způsobem 1

2. Reakce s natrium bromistanem, kyselinou bromovodíkovou, sukcinimidem, těkavou kyselinou bromovodíkovou, vážné znečištění a domácí koncentrace kyseliny bromovodíkové se liší, výrobní proces je obtížně řiditelný;
3. Proces syntézy N-bromosukcinimidu pomocí sukcinimidu, natrium bromistanu, natrium bromidu a kyseliny sírové, avšak neexistuje konkrétní postup, žádné konkrétní poměry surovin ani pořadí dávkování, dávkové množství je v miligramovém rozsahu, což neposkytuje spolehlivý referenční údaj pro průmyslovou výrobu.

Obrázek 2 znázorňuje reakční rovnici syntézy N-bromosukcinimidu v metodě 2

4. Experimentální kroky pro syntézu N-bromosukcinimidu s použitím bromistanu sodného, bromidu sodného, kyseliny sírové a sukcinimidu jako hlavních surovin: Při teplotě 25°C a za míchání bylo 17,8 g (180 mmol) sukcinimidu a 10,4 g (69 mmol) bromistanu sodného rozpuštěno ve 60 mL vody, přidáno 6,6 mL kyseliny sírové a následně roztok bromidu sodného o hmotnosti 14,2 g (138 mmol). Po dokončení přidávání byla směs míchána po dobu 2,5 hodiny, následně byla filtrací oddělena a usušena. Bylo získáno 27,9 g N-bromosukcinimidu s výtěžkem 87 %.

Obrázek 3 znázorňuje reakční rovnici syntézy N-bromosukcinimidu v metodě 4

【 Použití 】
1. NBS allyl, benzyl reakce N-bromosukcinimid (NBS) je mírný bromovací činidlo, vhodné pro bromovací reakce na allylových a benzyl skupinách. Reakční podmínky jsou mírné, snadno ovladatelné, zároveň vysoká selektivita reakce a minimální vedlejší reakce.
2. Reakce na aromatickém kruhu NBS NBS může být bromováno s aromatickými ethery (např. anisolem, m-anisolem, α-naftalenmethyletherem atd.). Za přítomnosti malého množství katalyzátorů Friedel-Craftsovy reakce, jako je chlorid hlinitý, chlorid zinečnatý nebo železo, lze benzol a toluen také cyklobromovat pomocí NBS za vzniku brombenzolu a p-bromtoluolu.
3. NBS adiční reakce na olefín Při katalýze kyselinou je adice N-bromosukcinimidu na olefín důležitou metodou pro přípravu β-halogenovaných alkoholů. Tato metoda má vysokou stereoselektivitu, vysoký výtěžek, čistý produkt, mírné reakční podmínky a snadné provedení. Výtěžek dosáhl 82 %. Reakční rovnice je následující:

Obrázek 4 znázorňuje reakční rovnici pro přípravu β-halogenovaných alkoholů

Dimethylsulfoxid (DMSO) je velmi účinné rozpouštědlo. Reakce NBS s olefínem v DMSO ve vodném prostředí poskytuje vysoce stereoselektivní adiční produkt s dobrým výtěžkem 92 %. Reakční rovnice je následující:

4.NBS karbonylové α-místo reakce NBS je velmi dobrý karbonylový α-bromovací činidlo, reakce je snadno proveditelná a široce používaná. Za účelem zvýšení rychlosti a výtěžku reakce bylo vyvinuto mnoho katalytických systémů. Rychlá bromace 1,3-dikarbonylových sloučenin pomocí NBS katalyzovaná Mg(ClO4)2. Reakce probíhá mírně v CH3CN nebo EtOAc. Reakce má dobrout stereoselektivitu a umožňuje pohodlně připravovat α-bromované 1,3-dikarboxylové sloučeniny, které jsou v organické syntéze velmi důležité.
5. Jiné použití Tradiční aplikace N-bromosukcinimidových činidel v organických reakcích zahrnují bromidování allylových, benzoylových a karbo-α-hydridů. S prohlubováním výzkumu se postupně zjišťuje, že NBS lze použít v mnoha oblastech, jako jsou katalyzátory a oxidační činidla.
(1)NBS jako katalyzátor, použití NBS jako katalyzátoru, použití toluensulfonamidu a alkoholů jako nukleofilů k reakci na aktivním styrenu za mírných podmínek za účelem získání aminoskupiny (výtěžnost 60 % - 83 %) a alkoxyderivátů (výtěžnost 75 % - 85 %). Obě tyto reakce mají vysokou výtěžnost a 100% využití Markovovy adice. Ethanol byl acetylován s kyselinou octovou anhydridem za použití NBS jako katalyzátoru. Reakce byla provedena při pokojové teplotě s chloroformem jako rozpouštědlem. Výtěžnost byla vysoká a vedlejší produkty zanedbatelné.
(2)NBS se používá jako oxidační činidlo k oxidaci mnoha sekundárních alkoholů na ketony. Reakce byla katalyzována kobaltovým komplexem acetylacetonu.
Aktivní polymerace je velmi důležitou metodou pro přípravu polymerů se specifickými strukturami a úzkými molekulově hmotnostními distribucemi. Protože N-Br vazba v NBS je velmi aktivní, snadno se při zahřívání štěpí a vznikají aktivní radikály sukcinimidu a inertní radikály bromu. Je tedy možné použít NBS jako iniciátor řetězové přenosové terminace radikálové polymerace.