N-bromsukcinimid

N -Bromsukcinimid ( BSI , NBS ) -N - bromimid kyseliny jantarové . Bezbarvé krystaly , nerozpustné ve vodě . Rozpustný v polárních aprotických rozpouštědlech . Je široce používán v syntetické organické chemii jako bromační činidlo , v kyselém prostředí je zdrojem bromových kationtů .

Fyzikální vlastnosti

Hustý bílý prášek nebo krystaly s mírným zápachem po bromu. Málo rozpustný ve vodě, kyselina octová . Rozpustný v acetonu , tetrahydrofuranu , dimethylformamidu , dimethylsulfoxidu , acetonitrilu . Nerozpustný v diethyletheru , hexanu , tetrachlormethanu .

Reaktivita a aplikace

NBS reaguje s alkeny 1 ve vodném prostředí za vzniku bromhydrinu 2 . Nejčastěji se reakce provádí po částech, posypáním vzorku NBS do roztoku alkenu v 50% vodném DMSO , DME , THF nebo terc -butanolu při 0 °C. Tvorba bromoniového iontu a napadení meziproduktu vodou poskytuje adici přesně podle Markovnikova a má anti - stereochemickou selektivitu.

Vedlejší reakce zahrnující tvorbu a-bromketonů a dibromsubstituovaných sloučenin lze eliminovat použitím čerstvě rekrystalizovaného NBS. Použitím jiných nukleofilů místo vody lze vyrobit další difunkční alkany .

Allyl a benzyl bromace

Standardní podmínky pro použití NBS při allylové a/nebo benzylové bromaci zahrnují bezvodé refluxování tetrachlormethanu , benzenu atd. s radikálovým iniciátorem – obvykle bis - isobutyronitrilem nebo benzoylperoxidem – s ozářením – oba způsoby okamžitě vedou ke vzniku radikálu [ 1] . Allylové a benzylové meziprodukty vzniklé během reakce jsou stabilnější než jiné uhlíkové radikály a allyl nebo benzylbromidy jsou hlavními produkty. Jako například ve Wol-Zieglerově reakci :

Chlorid uhličitý musí být během reakce udržován v suchu, protože přítomnost vody může hydrolyzovat požadovaný produkt. Pro udržení suchosti a neutrální kyselosti se často přidává uhličitan barnatý . Ve výše uvedené reakci s možností tvorby allylu nebo methylu substituovaného vzniká allylový produkt substituovaný ve 4. poloze.

Bromace karbonylových derivátů

NBS může zavést atom bromu do α-polohy karbonylové sloučeniny buď radikálovým mechanismem nebo kyselou katalýzou . Například hexanoylchlorid 1 může být bromován v α-poloze NBS kyselou katalýzou [2] .

Reakce enolátů , enolesterů nebo enolacetátů s NBS je preferovanou metodou pro α-bromaci kvůli vysokým výtěžkům a malému množství vedlejších produktů [3] [4] .

Bromace aromatických sloučenin

Aromatické sloučeniny aktivované donorovými elektronovými substituenty (např . fenoly , aniliny a heterocykly ) lze [5] bromovat pomocí NBS [6] [7] . Použití DMF jako rozpouštědla poskytuje selektivní para-bromaci [8] .

Hoffmannovo přeskupení

NBS v přítomnosti silných bází, jako je DBU ( diazabicykloundecen ) reaguje za vzniku karbamátů přes Hoffmannův přesmyk [9] .

Selektivní oxidace alkoholů

V některých případech je N -bromsukcinimid schopen oxidovat alkoholy [10] . Corey objevil případ selektivní oxidace sekundární alkoholové skupiny v přítomnosti primární pomocí NBS ve vodném dimethoxyethanu (diglyme) [11] .

Metody syntézy a čištění

N -Bromsukcinimid se syntetizuje bromací sukcinimidu , zatímco bromace může být provedena jako působení bromu na sukcinimid v přítomnosti alkálie (laboratorní metoda) [12] :

a bromací sukcinimidu ve zředěné kyselině sírové v přítomnosti bromidu sodného (průmyslová metoda).

N -Bromsukcinimid lze také syntetizovat elektrolýzou vodného roztoku sukcinimidu a NaBr [13] .

Úložiště

Při skladování NBS se brom postupně uvolňuje, což vede k neočekávaným výsledkům reakce. Činidlo se obvykle čistí rekrystalizací z vody při 75-80 °C (200 gramů NBS na 2,5 litru vody) nebo kyseliny octové; z nitromethanu krystalizuje bez rozkladu. Skladujte NBS v lednici bez vody. Jeho výhodou oproti bromu je bezpečnost skladování, nicméně veškeré operace s ním probíhají v digestoři kvůli nebezpečí otravy bromem.

Poznámky

1. ↑ E. Campaigne a B. F. Tullar. 3-Thenylbromid (thiofen, 3-brommethyl- Archivováno 2. června 2018 na Wayback Machine ). Org. Synth. 1953, 33, 96] DOI: 10.15227/orgsyn.033.0096
2. ↑ Harpp, D.N.; Bao, LQ; Coyle, C.; Gleason, JG; Horovitch, S. (1988), "2-Bromhexanoyl chlorid", Org. synth.; Kol. sv. 6:190
3. ↑ Stotter, P.L.; Hill, K. A. (1973). "α-Halokarbonylové sloučeniny. II. Polohově specifická příprava α-bromketonů bromací enolátů lithných. Polohově specifické zavedení α,β-nenasycenosti do nesymetrických ketonů“. J. Org. Chem. 38: 2576. doi: 10.1021/jo00954a045.
4. ↑ Lichtenthaler, JM; O'dea, DJ; Shapiro, G.C.; Patel, MB; Mcintyre, JT; Gewitz, MH; Hoegler, C.T.; Shapiro, JT a kol. (1992). „Různí dárci glykosylu s ketonovou nebo oximovou funkcí vedle anomerického centra: snadná příprava a hodnocení jejich selektivity v glykosidacích“. Synthesis 1992 (9): 179. doi: 10.1055/s-1992-34167. PMID 1839242 .
5. ↑ Amat, M.; Hadida, S.; Sathyanarayana, S.; Bosch, J. (1998), "Regioselektivní syntéza 3-substituovaných indolů", Org. synth.; Kol. sv. 9:417
6. ↑ Gilow, H.W.; Burton, D. E. (1981). „Bromace a chlorace pyrrolu a některých reaktivních 1-substituovaných pyrrolů“. J. Org. Chem. 46: 2221. doi: 10.1021/jo00324a005.
7. ↑ Hnědá. WD; Gouliaev, AH (2005), "Syntéza 5-bromoisochinolinu a 5-brom-8-nitroisochinolinu", Org. Synth. 81:98
8. ↑ Mitchell, RH; Lai, YH; Williams, R. V. (1979). „N-Bromsukcinimid-dimethylformamid: mírné, selektivní jaderné monobromační činidlo pro reaktivní aromatické sloučeniny“. J. Org. Chem. 44: 4733. doi: 10.1021/jo00393a066.
9. ↑ Keillor, JW; Huang, X. (2004), "Tvorba methylkarbamátu prostřednictvím modifikovaných reakcí Hofmannova přesmyku", Org. synth.; Kol. sv. 10:549
10. ↑ J. Am. Chem. soc. 1950, 72, 12, 5530–5536
11. ↑ Corey, EJ; Ishiguro, M (1979). „Celková syntéza (±)-2-isokyanopupukeananu“. Tetrahedron Lett. 20:2745-2748. doi:10.1016/S0040-4039(01)86404-2.
12. ↑ Reakce a metody studia organických sloučenin, díl 6 M., GNTIHL., 1957, str. 99
13. ↑ Reakce a metody pro studium organických sloučenin, díl 9 M., GNTIHL., 1959, str. 306