Berita

N-bromosukcinimida, juga dikenal sebagai N-bromosukcinimida, nama Inggris: N-bromosukcinimida, disingkat NBS, merupakan agen brominasi penting dalam sintesis organik. NBS memiliki keunggulan seperti kondisi reaksi yang ringan, selektivitas yang baik, hasil tinggi, serta pemisahan produk yang mudah. NBS digunakan dalam reaksi brominasi radikal bebas dari senyawa alil dan benzil, brominasi elektrofilik keton, senyawa aromatik atau heterosiklik, serta adisi pada olefin. Selain itu, NBS juga digunakan secara luas sebagai katalis, oksidator, dan dalam berbagai aplikasi lainnya, sehingga menjadi reagen brominasi yang umum dipakai dalam industri kimia dan farmasi. Sebagai senyawa antara penting dalam industri obat-obatan, pestisida, dan bahan polimer organik, N-bromosukcinimida memiliki aplikasi luas dan prospek pasar yang besar, serta memainkan peran yang tidak tergantikan dalam industri kimia, farmasi, dan bahan polimer organik.
【 Sifat fisika dan kimia 】
N-bromosukcinimida adalah kristal halus berwarna putih atau putih susu pada suhu kamar, dengan bau bromin yang ringan. Titik lebur 180 ~ 182 ℃, berat jenis 2,097, larut dalam aseton, etil asetat, anhidrida asetat, tidak larut dalam air, benzena, karbon tetraklorida, kloroform, dan sebagainya.
【 Cara pembuatan 】
1. Bromin bereaksi dengan larutan basa sukcinimida, menghasilkan kualitas produk yang tidak merata, rendahnya tingkat pemanfaatan sumber daya bromin, serta biaya produksi yang tinggi; Langkah-langkah eksperimen spesifik: Larutkan sukcinimida ke dalam larutan natrium hidroksida, es batu yang dihancurkan dan air, lalu tambahkan bromin cair dalam kondisi pendinginan dengan campuran es. Setelah reaksi selesai, produk mentah dicuci dengan air es untuk menghilangkan sisa bromin dan dikeringkan untuk memperoleh N-bromosukcinimida. Kemurnian: 90% ~ 97%. Titik lebur: 173 ~ 175℃, 180 ~ 183℃ (dekomposisi), rumus reaksi sebagai berikut:

Gambar 1 menunjukkan rumus sintesis N-bromosukcinimida dengan metode 1

2. Reaksi dengan natrium bromat, asam hidrobromik, suksinimida, asam hidrobromik mudah menguap, polusi serius, dan konsentrasi asam hidrobromik domestik berbeda, sehingga proses produksi sulit dikontrol;
3. Proses sintesis n-bromosuksinimida dengan suksinimida, natrium bromat, natrium bromida, dan asam sulfat, namun tidak ada proses operasi yang spesifik, tidak ada rasio bahan baku dan urutan pemberian yang spesifik, serta jumlah pemberian hanya dalam skala miligram, sehingga tidak dapat dijadikan referensi yang dapat diandalkan untuk produksi industri.

Gambar 2 menunjukkan rumus reaksi sintesis N-bromosuksinimida pada Metode 2

4. Langkah eksperimen untuk sintesis N-bromosuksinimida dengan natrium bromat, natrium bromida, asam sulfat, dan suksinimida sebagai bahan baku utama: Pada kondisi 25℃ dan pengadukan, 17,8g(180mmol) suksinimida dan 10,4g(69mmol) natrium bromat dilarutkan ke dalam 60mL air, ditambahkan 6,6mL asam sulfat, lalu ditambahkan larutan 14,2g(138mmol) natrium bromida. Setelah penambahan selesai, reaksi diaduk selama 2,5 jam, kemudian disaring dan dikeringkan. Hasil 27,9g N-bromosuksinimida yang diperoleh adalah 87%.

Gambar 3 menunjukkan rumus reaksi sintesis N-bromosuksinimida pada Metode 4

【 Aplikasi 】
1. Reaksi alil dan benzil NBS N-bromosuksinimida (NBS) merupakan reagen bromin yang ringan, cocok untuk reaksi brominasi pada posisi alil dan benzil. Selain kondisi reaksi yang ringan dan mudah dioperasikan, reaksi ini juga memiliki selektivitas tinggi dan sedikit reaksi samping.
2. Reaksi pada cincin aromatik dari NBS NBS dapat mengalami brominasi dengan eter aromatik (seperti anisol, m-anisol, metil eter α-naftalen, dll.). Dengan sejumlah kecil katalis reaksi Friedel-Crafts, seperti aluminium triklorida, seng klorida atau besi, benzena dan toluena masing-masing dapat mengalami siklobrominasi dengan NBS untuk menghasilkan bromobenzena dan p-bromotoluena.
3. Reaksi adisi NBS terhadap olefin Dengan katalisis asam, reaksi adisi n-bromosuksinimida terhadap olefin merupakan metode penting untuk mempersiapkan alkohol β-halogen. Metode ini memiliki stereoselektivitas tinggi, hasil tinggi, produk murni, reaksi yang ringan, serta mudah dilakukan. Hasil reaksi mencapai 82%. Rumus reaksi sebagai berikut:

Gambar 4 menunjukkan rumus reaksi untuk mempersiapkan alkohol β-halogen

Dimetil sulfoksida (DMSO) adalah pelarut yang sangat efektif. Menggunakan NBS untuk bereaksi dengan olefin dalam DMSO berair, dapat diperoleh produk adisi yang sangat stereoselektif dengan hasil baik sebesar 92%. Rumus reaksi sebagai berikut:

4. Reaksi NBS pada posisi α karbonil NBS adalah reagen brominasi yang sangat baik untuk posisi α karbonil, reaksinya mudah dilakukan dan penggunaannya luas. Untuk meningkatkan laju reaksi dan hasilnya, berbagai sistem katalitik telah dikembangkan. Brominasi cepat senyawa 1,3-dikarbonil dengan NBS dikatalisis oleh Mg(ClO4)2. Reaksi berlangsung dengan lancar dalam pelarut CH3CN atau EtOAc. Reaksi ini memiliki stereoselektivitas yang baik, sehingga sangat mudah digunakan untuk mempersiapkan senyawa α-bromo-1,3-dikarboksilat yang sangat penting dalam sintesis organik.
5. Penggunaan lain Aplikasi tradisional reagen N-bromo-suksinimida dalam reaksi organik adalah untuk brominasi hidrida alil, benzil, dan karbo-alfa. Seiring dengan perkembangan penelitian, semakin diketahui bahwa NBS juga dapat digunakan dalam berbagai bidang seperti katalis dan oksidator.
(1)NBS sebagai katalis, menggunakan NBS sebagai katalis, menggunakan toluensulfonamida dan alkohol sebagai nukleofil untuk bereaksi pada stirena aktif dalam kondisi ringan sehingga diperoleh turunan amino (hasil60%-83%) dan alkoksi (hasil75%-85%) secara berturut-turut. Kedua reaksi tersebut memiliki hasil yang tinggi dan menggunakan adisi Markov 100%. Etanol mengalami asetilasi dengan anhidrida asetat menggunakan NBS sebagai katalis. Reaksi dilakukan pada suhu kamar dengan kloroform sebagai pelarut. Hasilnya tinggi dan produk sampingnya sedikit.
(2)NBS digunakan sebagai agen pengoksidasi untuk mengoksidasi banyak alkohol sekunder menjadi keton. Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks kobalt dari asetil aseton.
Polimerisasi aktif adalah metode yang sangat penting untuk mempersiapkan polimer dengan struktur tertentu dan distribusi berat molekul sempit. Karena ikatan N-Br dalam NBS sangat reaktif, ikatan tersebut mudah terurai ketika dipanaskan untuk menghasilkan radikal bebas suksinimida aktif dan radikal bebas bromin yang inert. Oleh karena itu, NBS dapat digunakan sebagai terminator transfer rantai awal dalam polimerisasi radikal.