Новости

N-бромсукцинимид, также известный как N-бромсукцинимид, английское название: N-бромсукцинимид, сокращенно NBS, является важным реагентом для бромирования в органическом синтезе. Он обладает преимуществами мягких условий реакции, хорошей селективности, высокого выхода, легкого выделения продуктов и т. д., и используется в реакциях свободнорадикального бромирования аллильных и бензильных групп. Электрофильное бромирование кетонов, ароматических соединений или гетероциклических соединений и присоединение олефинов; также в качестве катализатора, окислителя и в других аспектах находит широкое применение, является широко используемым реагентом для бромирования в химической и фармацевтической промышленности. N-бромсукцинимид, как важный промежуточный продукт в производстве лекарств, пестицидов и органических полимерных материалов, имеет широкие применения и перспективы на рынке, и играет незаменимую роль в химической, фармацевтической и индустрии органических полимерных материалов.
【Физико-химические свойства】
N-бромсукцинимид представляет собой белый или молочно-белый мелкий кристалл при комнатной температуре, с легким запахом брома. Температура плавления 180 ~ 182 °C, плотность 2,097, растворим в ацетоне, уксусном ангидриде, этилацетате, нерастворим в воде, бензоле, четыреххлористом углероде, хлороформе и др.
【Способ получения】
1. Бром взаимодействует с раствором сукцинимида, что приводит к нестабильному качеству продукта, низкому использованию брома и высокой стоимости производства; Конкретные экспериментальные шаги: растворить сукцинимид в растворе гидроксида натрия, измельченного льда и воды, добавить жидкий бром при условии охлаждения водным льдом. После реакции сырой продукт промывают холодной водой для удаления остаточного брома и сушат для получения N-бромсукцинимида. Чистота: 90% ~ 97%. Температура плавления: 173 ~ 175 °C, 180 ~ 183 °C (разложение), формула реакции следующая:

Фиг. 1 демонстрирует формулу синтеза N-бромсукцинимида способом 1

2. Реакция с натриевой броматом, бромистоводородной кислотой, сукцинамидом, летучей бромистоводородной кислотой вызывает сильное загрязнение, концентрация бромистоводородной кислоты в стране отличается, производственный процесс трудно контролировать;
3. Процесс синтеза N-бромсукцинамида из сукцинамида, натриевого бромата, бромида натрия и серной кислоты, но конкретной технологической процедуры нет, отсутствует конкретное соотношение сырья и последовательность загрузки, объем загрузки исчисляется в миллиграммах, что не позволяет дать надежную рекомендацию для промышленного производства.

Рисунок 2 демонстрирует реакционную формулу синтеза N-бромсукцинамида в Методе 2

4. Экспериментальные этапы синтеза N-бромсукцинамида с использованием натрия бромата, натрия бромида, серной кислоты и сукцинамида в качестве основных исходных материалов: при температуре 25℃ и перемешивании 17,8 г (180 ммоль) сукцинамида и 10,4 г (69 ммоль) натрия бромата растворили в 60 мл воды, добавили 6,6 мл серной кислоты, затем добавили раствор, содержащий 14,2 г (138 ммоль) натрия бромида, после окончания добавления реакционную массу перемешивали 2,5 ч, отфильтровали и высушили. Выход 27,9 г N-бромсукцинамида составил 87%.

Рисунок 3 демонстрирует формулу реакции синтеза N-бромсукцинамида в методе 4

【 Применение 】
1. Реакция NBS с аллильными и бензильными группами. N-бромсукцинамид (NBS) является мягким бромирующим реагентом, который подходит для бромирования аллильных и бензильных участков. Реакция протекает в мягких условиях, легко осуществляется, обладает высокой селективностью и минимальным количеством побочных реакций.
2. Реакция на ароматическом кольце NBS. NBS может бромироваться с ароматическими эфирами (такими как анизол, м-анизол, α-нафталин метиловый эфир и т. д.). При небольшом количестве катализатора реакции Фриделя-Крафта, такого как хлорид алюминия, хлорид цинка или железо, бензол и толуол также могут быть циклобромированы с NBS для получения бромбензола и п-бромтолуола соответственно.
3. Реакция присоединения NBS к олефинам. При катализе кислотой добавление N-бромсукцинамида к олефинам является важным методом получения β-галогенированных спиртов. Метод обладает высокой стереоселективностью, высоким выходом, чистым продуктом, мягкими условиями реакции и простотой проведения. Выход достигает 82%. Реакционное уравнение следующее:

Рисунок 4 демонстрирует реакционное уравнение для получения β-галогенированных спиртов

Диметилсульфоксид (ДМСО) — очень эффективный растворитель. Использование NBS в реакции с олефинами в водном ДМСО позволяет получить высокоселективный продукт присоединения с хорошим выходом 92%. Реакционное уравнение следующее:

4. Реакция NBS карбонильного α-сайта. NBS представляет собой очень хорошее карбонильное α-бромирующее вещество, реакция легко осуществляется, широко применяется. Для увеличения скорости реакции и выхода продукта были разработаны различные каталитические системы. Быстрое бромирование 1,3-дикарбонильных соединений с использованием NBS, катализируемого Mg(ClO4)2. Реакция протекает мягко в CH3CN или EtOAc. Реакция обладает хорошей стереоселективностью, что позволяет удобно готовить α-бром-1,3-дикарбоновые соединения, которые имеют очень важное значение в органическом синтезе.
5. Другие применения. Традиционные применения реагентов N-бромсукцинамида в органических реакциях — это бромирование аллильных, бензильных и карбо-α-водородов. По мере углубления исследований было постепенно установлено, что NBS может применяться во многих других областях, таких как катализатор и окислитель.
(1)NBS в качестве катализатора, использование NBS в качестве катализатора, использование толуолсульфонамида и спиртов в качестве нуклеофилов для реакции на активном стироле в мягких условиях для получения амино (выход 60%-83%) и алкокси-производных (выход 75%-85%) соответственно. Оба эти реакции имеют высокий выход и 100% используют марковниковское присоединение. Этиловый спирт ацетилировали уксусным ангидридом с использованием NBS в качестве катализатора. Реакцию проводили при комнатной температуре с хлороформом в качестве растворителя. Выход был высоким, а побочных продуктов мало.
(2)NBS используется в качестве окислителя для окисления многих вторичных спиртов до кетонов. Реакция катализировалась комплексом кобальта с ацетилацетоном.
Активная полимеризация является очень важным методом получения полимеров с определённой структурой и узким распределением молекулярной массы. Поскольку связь N-Br в NBS очень активна, она легко разрывается при нагревании с образованием активных свободных радикалов сукцинимида и инертных свободных радикалов брома. Поэтому можно использовать NBS в качестве инициатора цепной передачи завершения радикальной полимеризации.