اخبار

ن-بروموساکسینیمید، که همچنین با نام ن-بروموساکسینیمید شناخته می‌شود، نام انگلیسی: N-bromosuccinimide، به اختصار NBS، یک عامل بروماسیون مهم در سنتز آلی است. این ماده دارای مزایایی مانند شرایط ملایم واکنش، انتخاب‌پذیری خوب، بازده بالا، جداسازی آسان محصولات و غیره است و در واکنش بروماسیون رادیکالی ترکیبات آللی و بنزیلی کاربرد دارد. همچنین در بروماسیون الکترون‌دوستی کتون‌ها، ترکیبات آروماتیک یا هتروسیکلی و اضافه شدن به اولفین‌ها استفاده می‌شود؛ همچنین به عنوان یک کاتالیزور، اکسیدکننده و در جنبه‌های دیگر کاربردهای گسترده‌ای دارد و یک عامل بروماسیون متداول در صنایع شیمیایی و دارویی محسوب می‌شود. ن-بروموساکسینیمید به عنوان یک ترکیب میانی مهم در داروسازی، حشره‌کش‌ها و مواد پلیمری آلی، کاربردهای گسترده و آینده‌های بازاری گسترده‌ای دارد و نقشی جایگزین‌ناپذیر در صنایع شیمیایی، دارویی و مواد پلیمری آلی ایفا می‌کند.
【 ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی 】
بromoسکسینیمید در دمای اتاق به شکل کریستال‌های ریز سفید یا سفید مات است، با بوی خفیف برمین. نقطه ذوب 180 تا 182 درجه سانتی‌گراد، چگالی 2/097، در استون، استات اتیل، آنهیدرید استیک حل می‌شود و در آب، بنزن، تتراکلرید کربن، کلروفرم حل نمی‌شود.
【 روش تهیه 】
1. برمین با محلول بازی سکسینیمید واکنش داده و منجر به کیفیت نامناسب محصول، نرخ پایین استفاده از منابع برمین و هزینه تولید بالا می‌شود؛ مراحل آزمایشی خاص: سکسینیمید را در محلول سدیم هیدروکسید، یخ ریز و آب حل کنید و سپس در شرایط حمام یخی، برم مایع را به آن اضافه کنید. پس از انجام واکنش، محصول خام را با آب یخی شسته و بقیه برمین را پاک کنید و سپس خشک کنید تا N-bromosuccinimide به دست آید. خلوص: 90 تا 97 درصد. دمای ذوب: 173 تا 175 درجه سانتی‌گراد، 180 تا 183 درجه سانتی‌گراد (تحلیل)، فرمول واکنش به شرح زیر است:

شکل 1 فرمول سنتز N-bromosuccinimide به روش 1 را نشان می‌دهد.

۲. واکنش با سدیم برومات، اسید هیدروبرومیک، سوکسینیمید، اسید هیدروبرومیک فرار، آلودگی شدید و تفاوت در غلظت اسید هیدروبرومیک داخلی، فرآیند تولید کنترل‌کردنی نیست.
۳. فرآیند سنتز ان-بروموسوکسینیمید با استفاده از سوکسینیمید، سدیم برومات، سدیم برمید و اسید سولفوریک، اما فرآیند عملیاتی مشخصی وجود ندارد، نسبت مواد اولیه و ترتیب بارگذاری مشخصی ندارد و مقدار بارگذاری در حد میلی‌گرم است، که نمی‌تواند برای تولید صنعتی مرجع قابل اعتمادی باشد.

شکل ۲ فرمول واکنش سنتز N-بروموسوکسینیمید در روش ۲ را نشان می‌دهد.

4. مراحل آزمایشی سنتز N-بروموساکسینیمید با استفاده از برومید سدیم، برومیت سدیم، اسید سولفوریک و ساکسینیمید به عنوان مواد اولیه اصلی: در دمای 25 درجه سانتی‌گراد و تحت همزن، 17.8 گرم (180 میلی‌مول) ساکسینیمید و 10.4 گرم (69 میلی‌مول) برومیت سدیم در 60 میلی‌لیتر آب حل شدند، 6.6 میلی‌لیتر اسید سولفوریک اضافه شد، سپس 14.2 گرم (138 میلی‌مول) محلول برومید سدیم اضافه گردید و پس از اتمام اضافه کردن، مخلوط واکنش به مدت 2.5 ساعت تحت همزن قرار گرفت، سپس صاف و خشک شد. بازده 27.9 گرم N-بروموساکسینیمید به دست آمده 87% بود.

شکل 3 فرمول واکنش سنتز N-بروموساکسینیمید در روش 4 را نشان می‌دهد

【 کاربرد 】
1.NBS واکنش‌های آلیلی و بنزیلی: N-بروموساکسینیمید (NBS) یک عامل برومینه کننده ملایم است، مناسب برای واکنش برومینه کردن در محل‌های آلیلی و بنزیلی، نه تنها شرایط واکنش ملایم و آسان است، بلکه انتخاب‌پذیری واکنش نیز بالا بوده و واکنش‌های جانبی اندکی رخ می‌دهد.
2. واکنش روی حلقه آروماتیک NBS: NBS می‌تواند با اترهای آروماتیکی (مانند آنیزول، m-آنیسول، متیل اتر α-نفتالین و غیره) برم دار شود. با استفاده از مقدار کمی از کاتالیزورهای واکنش فریدل-کرافت، مانند آلومینیوم تری‌کلرید، روی کلرید یا آهن، بنزن و متیل‌بنزن نیز می‌توانند با NBS دیگر برم دار شوند و به ترتیب بروموبنزن و p-بروموتولوئن را تولید کنند.
3. واکنش افزودنی NBS به الفین: تحت کاتالیز اسیدی، افزودن n-بروموساکسینیمید به الفین یک روش مهم برای تهیه الکل‌های هالوژنه β است. این روش دارای گزینش‌پذیری استریو شیمیایی بالا، بازده بالا، محصول خالص، واکنش ملایم و انجام آسان است. بازده واکنش به 82% رسیده است. فرمول واکنش به شرح زیر است:

شکل 4 فرمول واکنش تهیه الکل‌های هالوژنه β را نشان می‌دهد

دی‌متیل سولفوکسید (DMSO) یک حلال بسیار مؤثر است. استفاده از NBS در واکنش با الفین در محیط آبی DMSO می‌تواند منجر به تولید یک محصول افزایشی با گزینش‌پذیری استریو بالا و بازده خوب 92% شود. فرمول واکنش به شرح زیر است:

4. واکنش NBS در موقعیت α کربونیلی NBS یک عامل بسیار خوب برومنه‌کننده در موقعیت α کربونیلی است، واکنش به راحتی انجام می‌شود و کاربرد گسترده‌ای دارد. برای افزایش سرعت واکنش و بازدهی، سیستم‌های کاتالیزوری متعددی توسعه یافته‌اند. برومنه‌سازی سریع ترکیبات 1، 3-دی‌کربونیلی با استفاده از NBS کاتالیز شده با Mg(ClO4)2. واکنش در حلال‌های CH3CN یا EtOAc به آرامی پیش می‌رود. این واکنش استریوواژگونی خوبی دارد و می‌تواند به راحتی ترکیبات α-برومو 1، 3-دی‌کربوکسیلیک اسید که در سنتز آلی اهمیت زیادی دارند را تهیه کند.
5. کاربردهای دیگر کاربردهای سنتی عامل N-برومو-سکسینیمید در واکنش‌های آلی، برومه کردن هیدریدهای آللی، بنزیلی و هیدریدهای α کربو در ترکیبات آلی است. با افزایش تحقیقات، مشخص شده است که NBS را می‌توان در بسیاری از موارد دیگر مانند کاتالیزور و اکسیدکننده نیز به کار برد.
(1)NBS به عنوان کاتالیزور، استفاده از NBS به عنوان کاتالیزور، استفاده از تولوئنسولفونامید و الکل‌ها به عنوان نوکلئوفیل‌ها برای واکنش روی استایرن فعال در شرایط ملایم به منظور دستیابی به مشتقات آمینو (بازده 60٪ - 83٪) و آلکوکسی (بازده 75٪ - 85٪). هر دو این واکنش‌ها دارای بازده بالا و افزودن مارکوف 100٪ هستند. اتانول با استفاده از NBS به عنوان کاتالیزور با آنیدرید استیک استیله شد. واکنش در دمای اتاق با کلروفرم به عنوان حلال انجام شد. بازده بالا بود و محصولات جانبی کمی تولید شد.
(2)NBS به عنوان یک عامل اکسیدکننده استفاده می‌شود تا بسیاری از الکل‌های ثانویه را به کتون‌ها اکسید کند. این واکنش با کمک کمپلکس کبالت اسید استیل استون کاتالیزه شد.
پلیمریزاسیون فعال، روش بسیار مهمی برای تهیه پلیمرهایی با ساختار مشخص و توزیع باریک وزن مولکولی است. از آنجایی که پیوند N-Br در NBS بسیار فعال است، به راحتی تحت گرما شکسته می‌شود تا رادیکال‌های فعال ساکسینیمید و رادیکال‌های بی‌اثر برومین تولید کند. بنابراین، می‌توان از NBS به عنوان آغازگر-انتقال‌دهنده-پایان‌دهنده زنجیر در پلیمریزاسیون رادیکالی استفاده کرد.