ข่าว

N-bromosuccinimide หรือที่รู้จักกันในชื่อ N-bromosuccinimide มีชื่อภาษาอังกฤษว่า N-bromosuccinimide เรียกโดยย่อว่า NBS เป็นสารตัวทำปฏิกิริยาในการบรมีเนตที่สำคัญในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ ซึ่งมีข้อดีคือสภาพปฏิกิริยาอ่อนโยน มีความจำเพาะดี ให้ผลผลิตสูง และแยกผลิตภัณฑ์ได้ง่าย เป็นตัวทำปฏิกิริยาที่ใช้ในปฏิกิริยาบรมีเนตแบบฟรีรัดดิคัลของอัลลิลและเบนซิล ปฏิกิริยาบรมีเนตแบบอิเล็กโทรฟิลิกของคีโตน สารประกอบอะโรมาติก หรือสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก การเติมบรมีนลงในโอเลฟิน รวมถึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยา สารออกซิไดซ์ และในด้านอื่นๆ อีกมากมาย จึงเป็นสารตัวทำปฏิกิริยาในการบรมีเนตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม N-bromosuccinimide ถือเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในอุตสาหกรรมยา สารกำจัดศัตรูพืช และวัสดุโพลิเมอร์อินทรีย์ มีการใช้งานที่หลากหลายและมีตลาดที่กว้างขวาง มีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในอุตสาหกรรมเคมี เภสัชกรรม และวัสดุโพลิเมอร์อินทรีย์
【 คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี 】
N-bromosuccinimide เป็นผลึกสีขาวหรือสีขาวขุ่นที่อุณหภูมิห้อง มีกลิ่นบรมีนอ่อน ๆ จุดหลอมเหลว 180 ~ 182 ℃ ความถ่วงจำเพาะ 2.097 ละลายได้ในอะซีโตน เอทิลอะซิเตต และแอนไฮดรายด์กรดอะซีติก แต่ไม่ละลายในน้ำ เบนซีน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ และคลอโรฟอร์ม
【 วิธีการเตรียม 】
1. บรมีนทำปฏิกิริยากับสารละลายเบสซักซินิไมด์ ส่งผลให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่สม่ำเสมอ ประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรบรมีนต่ำ และต้นทุนการผลิตสูง; ขั้นตอนการทดลองเฉพาะ: ละลายซักซินิไมด์ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ น้ำแข็งที่บดแล้วและน้ำ จากนั้นเติมบรมีนเหลวภายใต้สภาพน้ำแข็ง เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุด ล้างผลิตภัณฑ์ดิบด้วยน้ำเย็นเพื่อกำจัดบรมีนที่เหลืออยู่ จากนั้นทำให้แห้งเพื่อให้ได้ N-โบรโมซักซินิไมด์ ความบริสุทธิ์: 90% ~ 97% จุดหลอมเหลว: 173 ~ 175℃, 180 ~ 183℃ (สลายตัว) สูตรปฏิกิริยาดังนี้:

รูปที่ 1 แสดงสูตรการสังเคราะห์ N-bromosuccinimide โดยวิธีที่ 1

2. การทำปฏิกิริยาพร้อมกับโซเดียมบรมิค, กรดไฮโดรบรมิก, ซักซินิไมด์, กรดไฮโดรบรมิกที่ระเหยได้, มีมลพิษรุนแรง และความเข้มข้นของกรดไฮโดรบรมิกในประเทศมีความแตกต่างกัน กระบวนการผลิตจึงควบคุมได้ยาก;
3. กระบวนการสังเคราะห์สารเอ็น-บรมิคซักซินิไมด์ด้วยซักซินิไมด์, โซเดียมบรมิค, โซเดียมบรมิด และกรดซัลฟิวริก แต่ไม่มีขั้นตอนการดำเนินการที่เฉพาะเจาะจง ไม่มีอัตราส่วนวัตถุดิบและลำดับการเติมที่ชัดเจน ปริมาณการเติมอยู่ในระดับมิลลิกรัม ซึ่งไม่สามารถใช้อ้างอิงสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมได้

รูปที่ 2 แสดงสูตรปฏิกิริยาในการสังเคราะห์เอ็น-บรมิคซักซินิไมด์ในวิธีการที่ 2

4. ขั้นตอนการทดลองสังเคราะห์ N-bromosuccinimide โดยใช้ sodium bromate, sodium bromide, กรัซซัลฟูริก และ succinimide เป็นวัตถุดิบหลัก: ในสภาพอุณหภูมิ 25℃ และคนให้ละลาย succinimide 17.8g(180mmol) และ sodium bromate 10.4g(69mmol) ในน้ำ 60mL จากนั้นเติมกรดซัลฟูริก 6.6mL เติมสารละลาย sodium bromide 14.2g(138mmol) หลังจากเติมสารทั้งหมดแล้ว ทำการกวนต่ออีก 2.5 ชั่วโมง จากนั้นกรองและทำให้แห้ง ได้ N-bromosuccinimide 27.9g มีอัตราผลตอบแทน 87%

รูปที่ 3 แสดงสูตรปฏิกิริยาการสังเคราะห์ N-bromosuccinimide ในวิธีที่ 4

【 การประยุกต์ใช้งาน 】
1.NBS ปฏิกิริยาระหว่างอัลลิลและเบนซิล N-bromosuccinimide (NBS) เป็นสารให้โบรมีนที่มีสภาพไม่รุนแรง เหมาะสำหรับปฏิกิริยาโบรมีนที่ตำแหน่งอัลลิลและเบนซิล ไม่เพียงแต่มีเงื่อนไขปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรงและใช้งานง่าย แต่ยังมีความจำเพาะสูงและเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงน้อย
2. ปฏิกิริยาบนวงแหวนอะโรมาติกของ NBS NBS สามารถบรมีนได้โดยปฏิกิริยากับอีเทอร์อะโรมาติก (เช่น อะนิโ솔 m-อะนิโ솔 α-นาฟทาลีน เมทิล อีเทอร์ เป็นต้น) โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา Friedel-Crafts เพียงเล็กน้อย เช่น อลูมิเนียมไตรคลอไรด์ สังกะสีคลอไรด์ หรือเหล็ก เบนซีนและโทลูอีนสามารถเกิดปฏิกิริยาบรมีนวงแหวนไซโคลได้ โดยใช้ NBS เพื่อให้ได้บรมโบทอลูอีนและพารา-บรมโบทอลูอีนตามลำดับ
3. ปฏิกิริยาการเติมของ NBS กับโอเลฟิน ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของกรด การเติมของ n-บรมัสซิคซีนิไมด์กับโอเลฟินเป็นวิธีสำคัญในการเตรียมแอลกอฮอล์ฮาโลเจนเบต้า วิธีการนี้มีความจำเพาะสูง ให้ผลผลิตสูง ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์ดี ปฏิกิริยาเป็นไปอย่างอ่อนโยนและดำเนินการง่าย ให้ผลผลิตสูงถึง 82% สูตรของปฏิกิริยาเป็นดังนี้:

รูปที่ 4 แสดงสูตรปฏิกิริยาสำหรับการเตรียมแอลกอฮอล์ฮาโลเจนเบต้า

ไดเมทิล ซัลฟอกไซด์ (DMSO) เป็นตัวทำละลายที่มีประสิทธิภาพสูง การใช้ NBS ทำปฏิกิริยากับโอเลฟินใน DMSO ที่มีน้ำสามารถให้ผลิตภัณฑ์การเติมที่มีความจำเพาะสูง และให้ผลผลิตดีถึง 92% สูตรปฏิกิริยาคือ:

4.ปฏิกิริยาที่ตำแหน่ง α ของคาร์บอนิลโดย NBS NBS เป็นสารทำปฏิกิริยาแทนที่บромีนที่ตำแหน่ง α ของคาร์บอนิลที่มีคุณภาพดี ปฏิกิริยาดำเนินการง่ายและถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลได้ จึงได้มีการพัฒนาระบบเร่งปฏิกิริยาหลายระบบ เช่น การบรมีเนตอย่างรวดเร็วของสารประกอบ 1,3-ไดคาร์บอนิล โดย NBS ที่ใช้ Mg(ClO4)2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะดำเนินไปอย่างนุ่มนวลในตัวทำละลาย CH3CN หรือ EtOAc ปฏิกิริยานี้มีสภาพเลือกจำเพาะที่ดี และสามารถเตรียมสารประกอบ α-โบรโม 1,3-ไดคาร์บอกซิลิกได้อย่างสะดวก ซึ่งมีความสำคัญมากในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์
5. การใช้งานอื่น ๆ การใช้งานแบบดั้งเดิมของสาร N-โบรโมซักซินิไมด์ในปฏิกิริยาอินทรีย์ คือ การทำให้ไฮด์ริดของอัลลิล เบนซิล และคาร์โบ-อัลฟาไฮด์เป็นโบรโม ด้วยการศึกษาที่ลึกซึ้งขึ้น พบว่า NBS สามารถนำไปใช้ได้ในหลายด้าน เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวออกซิไดซ์
(1) NBS เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยใช้ NBS เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ใช้ทูลีนซัลโฟนามีดและแอลกอฮอล์เป็นนิวคลีโอไฟล์ทำปฏิกิริยากับสไตรีนที่ใช้งานภายใต้สภาวะอ่อนโยน เพื่อให้ได้สารอนุพันธ์อะมิโน (ได้ผลผลิต 60%-83%) และอนุพันธ์อัลคอกซี (ได้ผลผลิต 75%-85%) ตามลำดับ ปฏิกิริยาทั้งสองมีผลผลิตสูงและใช้การเติมแบบมาร์โควนิคอฟ 100% เอทานอลทำปฏิกิริยาอะซิทิเลชันกับอะซีติกแอนไฮไดรด์โดยใช้ NBS เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาดำเนินการที่อุณหภูมิห้องโดยใช้คลอโรฟอร์มเป็นตัวทำละลาย ผลผลิตสูงและมีของเสียข้างเคียงเพียงเล็กน้อย
(2)NBS ถูกใช้เป็นสารออกซิไดซ์ ออกซิไดซ์แอลกอฮอล์รองจำนวนมากให้กลายเป็นคีโตน ปฏิกิริยาถูกเร่งโดย cobalt complex ของ acetyl acetone
การพอลิเมอไรเซชันแบบแอคทีฟเป็นวิธีการที่สำคัญมากสำหรับการเตรียมโพลิเมอร์ที่มีโครงสร้างเฉพาะและมีการกระจายมวลโมเลกุลแคบ เนื่องจากพันธะ N-Br ใน NBS มีความกระตือรือร้นมาก จึงแตกตัวได้ง่ายเมื่อให้ความร้อนเพื่อให้ได้ฟรีเรดิคัลของซักซิซินิไมด์ที่มีปฏิกิริยาและฟรีเรดิคัลของโบรมีนที่เฉื่อย ดังนั้นจึงสามารถใช้ NBS เป็นตัวเริ่มต้นสายโซ่ถ่ายโอนและยุติปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเรดิคัลได้