Aktualności

N-bromosukcynimid, znany również jako N-bromosukcynimid, nazwa angielska: N-bromosuccinimide, nazywany skrótowo NBS, jest ważnym odczynnikiem bromującym w syntezie organicznej. Ma on zalety takie jak łagodne warunki reakcji, dobra selektywność, wysoka wydajność, łatwe rozdzielanie produktów, itp., stosowany jest w reakcjach bromowania rodnikowego alilowego i benzylowego. Elektrofilowe bromowanie ketonów, związków aromatycznych lub związków heterocyklicznych oraz addycja do olefin; stosowany również jako katalizator, utleniacz i w innych zastosowaniach, posiada szerokie zastosowanie, jest powszechnie stosowanym odczynnikiem bromującym w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. N-bromosukcynimid, jako ważny związek pośredni w medycynie, produkcji pestycydów i materiałach polimerowych organicznych, ma szerokie zastosowanie i dobre perspektywy rynkowe, odgrywając niezastąpioną rolę w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym i materiałach polimerowych organicznych.
【 Właściwości fizykochemiczne 】
N-bromosukcynimid to biały lub mlecznobiały drobny kryształ w temperaturze pokojowej, o lekkim zapachu bromu. Temperatura topnienia 180 ÷ 182 °C, gęstość 2,097, rozpuszcza się w acetonie, octanie etylu, bezwodniku octowym, nierozpuszczalny w wodzie, benzenie, czterochlorku węgla, chloroformie itp.
【 Sposób otrzymywania 】
1. Reakcja bromu z roztworem zasadowym sukcy nimidu powoduje nierównomierną jakość produktu, niskie wykorzystanie zasobów bromu oraz wysoki koszt produkcji; Szczegółowe kroki eksperymentalne: Rozpuścić sukcy nimid w roztworze wodorotlenku sodu, zimnej wody i wody, a następnie dodać ciekły brom w warunkach łaźni wodnej z lodem. Po reakcji surowy produkt przemywa się zimną wodą w celu usunięcia resztek bromu i suszy się w celu uzyskania N-bromosukcynimidu. Czystość: 90% ÷ 97%. Temperatura topnienia: 173 ÷ 175°C, 180 ÷ 183°C (rozkład), wzór reakcji jest następujący:

Rys. 1 przedstawia wzór na syntezę N-bromosukcynimidu metodą 1

2. Reakcja z bromianem sodu, kwasem bromowodorowym, bursztynianem sodu, kwasem bromowodorowym lotnym, poważne zanieczyszczenie oraz różna stężoność kwasu bromowodorowego w krajowym produkcji, proces technologiczny trudny do kontrolowania;
3. Proces syntezy n-bromobursztynianu z bursztynianem sodu, bromianem sodu, bromkiem sodu i kwasem siarkowym, jednak nie ma konkretnego procesu operacyjnego, brak jest określonego stosunku surowców i kolejności dawkowania, a dawka jest w skali miligramowej, co nie zapewnia wiarygodnego odniesienia dla produkcji przemysłowej.

Rysunek 2 przedstawia wzór reakcji syntezy N-bromobursztynianu w Metodzie 2

4. Kolejne kroki syntezy N-bromosukcynimidu z zastosowaniem bromianu sodu, bromku sodu, kwasu siarkowego i sukcyynamidu jako głównych surowców: W warunkach 25℃ i mieszania, 17,8 g (180 mmol) sukcyynamidu oraz 10,4 g (69 mmol) bromianu sodu rozpuszczono w 60 mL wody, dodano 6,6 mL kwasu siarkowego, następnie dodano roztwór 14,2 g (138 mmol) bromku sodu. Po zakończeniu dodawania mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2,5 godziny, po czym przesączono i wysuszono. Uzyskano 27,9 g N-bromosukcynimidu, co odpowiada wydajności 87%.

Rysunek 3 przedstawia wzór reakcji syntezy N-bromosukcynimidu w Metodzie 4

【 Zastosowanie 】
1. Reakcja allilowa i benzylowa NBS N-bromosukcynimid (NBS) jest łagodnym odczynnikiem bromującym, który nadaje się do bromowania pozycji allilowych i benzylowych. Reakcja przebiega w łagodnych warunkach, jest łatwa do wykonania, charakteryzuje się wysoką selektywnością oraz ograniczoną ilością reakcji ubocznych.
2. Reakcja na pierścieniu aromatycznym NBS NBS może ulegać brominacji z eterami aromatycznymi (takimi jak anizol, m-anizol, α-naphtalenometoksy etanol itp.). W obecności niewielkiej ilości katalizatora reakcji Friedla-Craftsa, takiego jak chlorek glinu, chlorek cynku lub żelazo, benzen i toluen mogą ulegać cyklobrominacji z NBS, dając odpowiednio bromobenzen i p-bromotoluen.
3. Reakcja addycyjna NBS do olefin W obecności kwasu, addycja n-bromosukcynimidu do olefin stanowi ważną metodę otrzymywania β-halogenowych alkoholi. Metoda charakteryzuje się wysoką stereoselektywnością, wysokim wydajnością, czystym produktem, łagodnym przebiegiem reakcji i prostotą wykonania. Wydajność osiągnęła 82%. Równanie reakcji jest następujące:

Rysunek 4 przedstawia równanie reakcji otrzymywania β-halogenowych alkoholi

Dimetylosulfoxid (DMSO) jest bardzo skutecznym rozpuszczalnikiem. Użycie NBS w reakcji z olefinami w wodnym DMSO umożliwia otrzymanie wysoce stereoselektywnego produktu addycyjnego o dobrej wydajności wynoszącej 92%. Równanie reakcji jest następujące:

4. Reakcja NBS w pozycji α-karbonylowej NBS jest bardzo dobrym odczynnikiem bromującym pozycję α-karbonylową, reakcja jest łatwa do wykonania i szeroko stosowana. Aby zwiększyć szybkość reakcji i wydajność, opracowano wiele układów katalizatorów. Szybkie bromowanie związków 1,3-dikarbonylowych z użyciem NBS katalizowane przez Mg(ClO4)2. Reakcja przebiega spokojnie w CH3CN lub EtOAc. Reakcja wykazuje dobrą stereoselektywność i umożliwia wygodne otrzymywanie α-bromo-1,3-dikarboksylowych związków, które odgrywają bardzo ważną rolę w syntezie organicznej.
5. Inne zastosowania Tradycyjnymi zastosowaniami odczynnika N-bromosukcynimidu w reakcjach organicznych są bromowanie wiązań allylowych, benzylowych oraz hydronów w pozycji α-węglowej. Wraz z pogłębieniem badań stwierdzono stopniowo, że NBS może być stosowany w wielu dziedzinach, takich jak kataliza i utlenianie.
(1) NBS jako katalizator, stosowanie NBS jako katalizatora, wykorzystanie toluensulfonamidu i alkoholi jako nukleofilów w reakcji z aktywnym styrenem w łagodnych warunkach w celu otrzymania pochodnych aminowych (wydajność 60%-83%) oraz alkoksy (wydajność 75%-85%). Obie reakcje charakteryzują się wysokimi wydajnościami oraz 100% zgodnością z regułą Markowa. Etanol został acetylowany bezewem octowym przy użyciu NBS jako katalizatora. Reakcja prowadzona w temperaturze pokojowej, z użyciem chloroformu jako rozpuszczalnika. Wydajność była wysoka, a produkty uboczne występowały w małych ilościach.
(2) NBS stosowany jest jako środek utleniający do utleniania wielu alkoholi wtórnych do ketonów. Reakcja była katalizowana przez kompleks kobaltu z octanem acetylu.
Aktywna polimeryzacja jest bardzo ważną metodą przygotowywania polimerów o określonych strukturach i wąskich rozkładach masy cząsteczkowej. Ponieważ wiązanie N-Br w NBS jest bardzo aktywne, łatwo ulega rozerwaniu pod wpływem ogrzewania, pozwalając uzyskać aktywne rodniki nienasycone i niereaktywne rodniki bromkowe. Dlatego możliwe jest wykorzystanie NBS jako inicjatora łańcucha, transferującego terminatora w polimeryzacji rodnikowej.