Știri

N-bromosuccinimida, cunoscută și sub numele de N-bromosuccinimida, numele englez fiind N-bromosuccinimide, denumită pe scurt NBS, este un agent important de brominare în sinteza organică. Prezintă avantajele unor condiții blânde de reacție, o selectivitate bună, un randament ridicat, separarea ușoară a produșilor, fiind utilizată în reacțiile de brominare radicalică ale alililor și benzililor. Brominarea electrofilă a cetonelor, compușilor aromatici sau a compușilor heterociclici și adiția la olefine; De asemenea, ca și catalizator, oxidant și în alte aplicații, are o gamă largă de utilizări, fiind un reactiv de brominare frecvent utilizat în industria chimică și farmaceutică. N-bromosuccinimida, ca intermediar important în medicină, pesticide și materiale polimerice organice, are aplicații variate și perspective mari de piață, jucând un rol esențial și inlocuibil în industria chimică, farmaceutică și în cea a materialelor polimerice organice.
【 Proprietăți fizice și chimice 】
N-bromosuccinimida este un cristal fin alb sau cenușiu-alb la temperatura camerei, având un miros ușor de brom. Punct de topire 180 ~ 182 ℃, densitate specifică 2,097, solubilă în acetonă, acetat de etil, anhidridă acetică, insolubilă în apă, benzen, tetraclorură de carbon, cloroform etc.
【 Metoda de preparare 】
1. Bromul reacționează cu soluția de bază a succinimidei, determinând o calitate neuniformă a produsului, o rată scăzută de utilizare a resurselor de brom și un cost ridicat de producție; Etapele specifice ale experimentului: Se dizolvă succinimida într-o soluție de hidroxid de sodiu, gheață pisată și apă, iar apoi se adaugă brom lichid în condiții de baie de gheață. După reacție, produsul brut este spălat cu apă rece pentru a elimina bromul rămas și apoi este uscat pentru a obține N-bromosuccinimidă. Puritate: 90% ~ 97%. mp: 173 ~ 175℃, 180 ~ 183℃ (descompunere), formula reacției este următoarea:

FIG. 1 prezintă formula sintezei N-bromosuccinimidei prin metoda 1

2. Reacția cu bromat de sodiu, acid bromhidric, succinimidă, acid bromhidric volatil, poluare serioasă, iar concentrația acidului bromhidric domestic este diferită, procesul de producție este dificil de controlat;
3. Procesul de sinteză a N-bromosuccinimidei cu succinimidă, bromat de sodiu, bromură de sodiu și acid sulfuric, însă nu există o procedură operațională specifică, nu există o proporție specifică a materiilor prime și nici o succesiune clară a alimentării, iar cantitatea de alimentare este de ordinul miligramelor, ceea ce nu poate oferi un reper fiabil pentru producția industrială.

Figura 2 prezintă formula reacției de sinteză a N-bromosuccinimidei în Metoda 2

4. Pașii experimentali pentru sinteza N-bromosuccinimidei folosind bromat de sodiu, bromură de sodiu, acid sulfuric și succinimidă ca materii prime principale: În condiții de 25℃ și agitare, 17,8g(180mmol) succinimidă și 10,4g(69mmol) bromat de sodiu s-au dizolvat în 60mL apă, s-au adăugat 6,6mL acid sulfuric, apoi s-a adăugat soluția de 14,2g(138mmol) bromură de sodiu; după finalizarea adăugării, reacția a fost amestecată timp de 2,5h, filtrată și uscată. Randamentul de 27,9g N-bromosuccinimidă a fost de 87%.

Figura 3 arată formula reacției de sinteză a N-bromosuccinimidei în Metoda 4

【 Aplicație 】
1.Reacția NBS cu grupările alil și benzil: N-bromosuccinimida (NBS) este un reactiv de brom moderat, este potrivită pentru reacții de brominare la pozițiile alil și benzil; nu numai că este ușor de operat și condițiile de reacție sunt blânde, ci are și o selectivitate ridicată și produce puține reacții secundare.
2. Reacția pe inelul aromatic al NBS NBS poate fi brominat cu eteri aromatici (cum ar fi anisolul, m-anisolul, eterul metilic al α-naftalinei etc.). Cu o cantitate mică de catalizatori pentru reacția Friedel-Crafts, cum ar fi clorura de aluminiu, clorura de zinc sau fierul, benzenul și toluenul pot fi, de asemenea, ciclobrominați cu NBS pentru a obține bromobenzen și p-bromotoluen.
3.Reacția de adiție NBS la olefină Sub acțiunea catalizatorului acid, adiția n-bromosuccinimidei la olefină este o metodă importantă de preparare a alcoolilor halogenați β. Metoda are stereoselectivitate ridicată, randament ridicat, produs pur, reacție blândă și operare ușoară. Randamentul a atins 82%. Formula de reacție este următoarea:

Figura 4 prezintă formula de reacție pentru prepararea alcoolilor halogenați β

Dimetilsulfoxidul (DMSO) este un solvent foarte eficient. Utilizarea NBS pentru a reacționa cu olefina în DMSO apos, poate obține un produs de adiție cu stereoselectivitate ridicată și un randament bun de 92%. Formula de reacție este următoarea:

4. Reacția NBS a sitului α-carbonil NBS este un reagent foarte bun de brominare la situl α-carbonil, reacția este ușor de realizat, fiind larg utilizată. Pentru a crește viteza și randamentul reacției, au fost dezvoltate numeroase sisteme catalitice. Brominarea rapidă a compușilor 1,3-dicarbonilici cu NBS catalizată de Mg(ClO4)2. Reacția are loc în mod blând în CH3CN sau EtOAc. Reacția are o stereoselectivitate bună și poate fi utilizată în mod convenabil pentru prepararea compușilor α-bromo-1,3-dicarboxilici, care sunt foarte importanți în sinteza organică.
5. Alte utilizări Aplicațiile tradiționale ale reactivului N-bromo-succinimid în reacțiile organice includ bromurarea hidridelor de alil, benzil și carbo-hidridelor alfa. Pe măsură ce cercetările s-au adâncit, s-a constatat treptat că NBS poate fi utilizat în multe alte domenii, cum ar fi în calitate de catalizator și oxidant.
(1) NBS ca agent de catalizare, utilizând NBS ca agent catalizator, folosind toluensulfonamidă și alcooli ca nucleofili pentru a reacționa asupra stirenului activ în condiții blânde, obținând derivați amino (randamente 60%-83%) și alcoxiderivați (randamente 75%-85%). Ambele reacții au randamente mari și adiția Markov este utilizată în proporție de 100%. Etanolul a fost acilat cu anhidridă acetică utilizând NBS ca agent catalizator. Reacția a fost efectuată la temperatura camerei, cloroformul fiind utilizat ca solvent. Randamentul a fost ridicat, iar subprodusele au fost puține.
(2) NBS este utilizat ca agent oxidant pentru oxidarea multor alcooli secundari în cetone. Reacția a fost catalizată de complexul de cobalt al acetoacetonei.
Polimerizarea activă este o metodă foarte importantă pentru prepararea polimerilor cu structuri specifice și distribuții înguste ale masei moleculare. Deoarece legătura N-Br din NBS este foarte activă, aceasta se rupe ușor la încălzire pentru a obține radicali liberi de succinimid activi și radicali liberi de brom inert. Prin urmare, este posibil să se utilizeze NBS ca inițiator al lanțului, transferator și terminator al polimerizării radicale.