Новини

N-бромсукцинімід, також відомий як N-бромсукцинімід, англійська назва: N-бромсукцинімід, відомий як NBS, є важливим бромувальним реагентом в органічному синтезі. Він має переваги, такі як м’які умови реакції, гарна селективність, високий вихід, легке виділення продуктів, і використовується в реакціях бромування алкілів і бензилів за участю вільних радикалів; електрофільного бромування кетонів, ароматичних сполук або гетероциклічних сполук та приєднання олефінів; також як каталізатор, окисник і в інших аспектах знаходить широке застосування, є поширеним бромувальним реагентом в хімічній та фармацевтичній промисловості. N-бромсукцинімід, як важливий проміжний продукт у виробництві ліків, пестицидів і органічних полімерних матеріалів, має широке застосування і перспективний ринок, він відіграє незамінну роль у хімічній, фармацевтичній та індустрії органічних полімерних матеріалів.
【Фізико-хімічні властивості】
N-бромсукцинімід являє собою білий або молочно-білий дрібний кристал при кімнатній температурі, має слабкий запах брому. Температура плавлення 180 ~ 182 °C, густина 2,097, розчинний у ацетоні, оцтовому етиловому ефірі, оцтовому ангідриді, нерозчинний у воді, бензені, чотирихлористому вуглеці, хлороформі та ін.
【Спосіб одержання】
1. Бром реагує з розчином сукциніміду в основному середовищі, що призводить до неоднорідності якості продукту, низького рівня використання бромних ресурсів та високої вартості виробництва; Конкретні експериментальні кроки: розчинити сукцинімід у розчині гідроксиду натрію, подрібненого льоду та води, додати рідкий бром за умов водяного льодяного баня. Після реакції неочищений продукт промивають холодною водою для видалення залишків брому, сушать і отримують N-бромсукцинімід. Чистота: 90% ~ 97%. Т.пл.: 173 ~ 175°C, 180 ~ 183°C (розкладання), реакційна формула наступна:

Мал. 1 демонструє формулу синтезу N-бромсукциніміду способом 1

2. Реакція з натрієм броматом, бромистоводневою кислотою, сукцинімідом, леткою бромистоводневою кислотою, серйозним забрудненням, а також вітчизняна концентрація бромистоводневої кислоти відрізняється, технологічний процес важко контролювати;
3. Процес синтезу н-бромсукциніміду з сукцинімідом, натрієвим броматом, натрієвим бромідом і сірчаною кислотою, але немає конкретного технологічного процесу, немає конкретного співвідношення сировини й послідовності завантаження, кількість завантаження становить міліграми, що не може забезпечити надійного посилання для промислового виробництва.

Рисунок 2 демонструє формулу реакції синтезу N-бромсукциніміду в методі 2

4. Експериментальні кроки синтезу N-бромсукциніміду з використанням натрію бромату, натрію броміду, сірчаної кислоти та сукциніміду як основної сировини: За температури 25℃ і перемішування, 17,8 г (180 ммоль) сукциніміду та 10,4 г (69 ммоль) натрію бромату розчинили у 60 мл води, додали 6,6 мл сірчаної кислоти, потім додали розчин, що містив 14,2 г (138 ммоль) натрію броміду, після чого реакційну суміш перемішували протягом 2,5 год, відфільтрували й висушили. Отримали 27,9 г N-бромсукциніміду з виходом 87%.

Рис. 3 демонструє формулу реакції синтезу N-бромсукциніміду в методі 4

【 Застосування 】
1. Реакція NBS з аліловими та бензильними сполуками. N-бромсукцинімід (NBS) є м’яким бромівним реагентом, придатним для бромування алілових і бензильних фрагментів. Цей реакційний процес характеризується м’якими умовами, простотою проведення, високою селективністю та мінімальною кількістю побічних реакцій.
2. Реакція на ароматичному кільці NBS. NBS може бромуватися з ароматичними ефірами (такими як анізол, м-анізол, α-нафталін метиловий ефір тощо). За наявності невеликої кількості каталізатора реакції Фрідела-Крафтса, такого як трихлорид алюмінію, хлорид цинку або заліза, бензол і толуол також можуть бути циклобромованими NBS для отримання відповідно бромбензолу та п-бромтолуолу.
3. Реакція приєднання NBS до олефіну. За каталітичної дії кислоти, приєднання N-бромсукциніміду до олефіну є важливим методом одержання β-галогенованих спиртів. Метод має високу стереоселективність, високий вихід, чистий продукт, м’яку реакцію та простоту виконання. Вихід досяг 82%. Реакційне рівняння наступне:

Рисунок 4 демонструє реакційне рівняння одержання β-галогенованих спиртів

Диметилсульфоксид (ДМСО) є дуже ефективним розчинником. Використання NBS для реакції з олефіном у водному ДМСО дозволяє отримати високоселективний продукт приєднання з гарним виходом 92%. Реакційне рівняння наступне:

4. Реакція α-центру карбонілу NBS NBS є дуже добре α-бромідним реагентом карбонілу, реакція легко здійснюється, широко використовується. Для підвищення швидкості реакції та виходу було розроблено багато каталітичних систем. Швидке бромування 1,3-дикарбонільних сполук NBS, каталізоване Mg(ClO4)2. Реакція проходить м'яко в CH3CN або EtOAc. Реакція має добру стереоселективність, і це дуже зручно для отримання α-бромо-1,3-дикарбонових сполук, які мають велике значення в органічному синтезі.
5. Інші застосування Традиційними застосуваннями реагентів N-бромсукциніміду в органічних реакціях є бромування алілових, бензилових та карбо-альфа-водневих сполук. Разом із поглибленням досліджень було виявлено, що NBS може застосовуватися в багатьох аспектах, таких як каталізатор і окисник.
(1)NBS як каталізатор, використання NBS як каталізатора, використання толуенсульфонаміду та спиртів як нуклеофілів для взаємодії з активним стиролом за м’яких умов для отримання аміно (виходи 60%-83%) та алкоксі-похідних (виходи 75%-85%) відповідно. Обидва ці реакції мають високі виходи та 100% використовують Марковнікове приєднання. Етанол ацетилювали анідридом оцтової кислоти з використанням NBS як каталізатора. Реакцію проводили при кімнатній температурі з хлороформом як розчинником. Вихід був високим, а побічних продуктів – небагато.
(2)NBS використовується як окисник для окиснення багатьох вторинних спиртів до кетонів. Реакція каталізувалася комплексом кобальту з ацетил ацетоном.
Активна полімеризація є дуже важливим методом отримання полімерів із певними структурами та вузькими розподілами молекулярної маси. Оскільки зв’язок N-Br у NBS є дуже активним, він легко руйнується під час нагрівання, утворюючи активні радикали сукциніміду та інертні радикали брому. Тому можна використовувати NBS як ініціювальний передавальний термінатор радикальної полімеризації.